Vědcům se podařilo identifikovat téměř tři sta genů, které ovlivňují délku reprodukce u žen. U myší dokonce dokázali dobu plodnosti významně prodloužit úspěšnou manipulací s vybranými geny z této skupiny. Jejich výsledky přinášejí nejen nové potenciální cíle léčby neplodnosti u lidí, ale i zlepšení předpovědi nástupu brzké menopauzy u žen. Do rozsáhlého výzkumu se zapojilo na 180 institucí z celého světa včetně českých vědců z Ústavu živočišné fyziologie a genetiky Akademie věd ČR.
Studie publikovaná v prestižním časopise Nature identifikovala 290 genů, po jejichž poškození předčasně stárnou vajíčka, a tedy předčasně nastupuje menopauza a končí plodnost. „Mechanismů, které v důsledku vedou k neplodnosti, je mnoho. Tato studie prokázala, že většina popsaných genů souvisí s buněčnými procesy při zjištění poškození DNA a při jejich následné opravě,“ vysvětluje spoluautorka publikace Lucie Knoblochová z Ústavu živočišné fyziologie a genetiky AV ČR.
„Poškození DNA je vcelku běžný jev a v buňkách existují enzymy, takzvaní hlídači, kteří poškození odhalí a to se následně opraví. Neopravené poškození DNA ale může vést k vývojovým poruchám nebo k zániku oplodněných vajíček, tedy embryí, a k neplodnosti,“ popisuje vědkyně výsledky rozsáhlého výzkumu.
Jak se opravuje poškozená DNA?
Pokud se takové poškození DNA v embryu objeví, hlídací enzymy přivolají na pomoc další enzymy, které jsou schopné poškození opravit. Zároveň embryo pozastaví některé další funkce, aby bylo na opravu dost času.
„To je, jako když se ve stroji zlomí jedno kolečko. Je dobré celý stroj zastavit, než někdo zlomené kolečko opraví nebo vymění, a pak se stroj zase může spustit. Kdyby se stroj nezastavil a pracoval dál i s poškozeným kolečkem, může se postupně a nenávratně celý zničit,“ vysvětluje analogii buněčných procesů Knoblochová.
Pokud v embryu jeden z těchto hlídacích enzymů CHK1 či CHK2 chybí, embryo poškození DNA neobjeví a vyvíjí se dál i s chybnou DNA. Tak může dojít k nenávratným změnám a zániku embrya, tedy neplodnosti.
Kmen myší pro výzkum neplodnosti v Liběchově
„Můj školitel, Petr Šolc, přišel s myšlenkou studovat funkci jednoho z výše uvedených genů již před několika lety. V laboratoři jsme zkoumali, jak po jeho poškození dochází u myší k neplodnosti. Dlouhodobě komunikujeme s kolegy ze zahraničí, kteří také studují geny související s neplodností, a zjistili jsme, že naše práce se dohromady skvěle doplňuje,“ popisuje Knoblochová zapojení českých vědců do studie vedené společně univerzitami v Exeteru a v Cambridge, Barceloně a Kodani .
„Problematiku neplodnosti studujeme z různých úhlů pohledu. Do této práce jsme přispěli právě studiem role CHK1, jak po jeho vyřazení dochází k neplodnosti u myšího modelu. Věříme, že naše poznatky v budoucnu půjde přenést i do praxe v centrech pro lidskou reprodukci,“ dodává Dávid Drutovič z Ústavu živočišné fyziologie a genetiky AV ČR.
Významnému výzkumu v Liběchově pomáhá i nově získaná špičková mikroskopická technologie SPIM (z angl. single plane illumination microscopy) upravená pro pozorování vývoje savčích vajíček a embryí s násobně větší přesností a po delší dobu, než umožňuje klasický konfokální mikroskop.
Oddalované rodičovství může být závod s časem
Neplodnost se ve společnosti stává čím dál větším problémem. Ženy se narodí se zásobou vajíček, které během dospělosti postupně zrají a vylučují se formou ovulace. Jejich počet je ovšem omezený a vyčerpání této zásoby se říká menopauza. „Genetická celistvost lidských vajíček klesá se vzrůstajícím věkem a přirozená plodnost žen ustává přibližně 10 let před nástupem menopauzy,“ přibližuje příčiny neplodnosti ve vztahu k věku Knoblochová.
Zatímco za posledních 150 let se zdvojnásobila délka života lidí, doba nástupu menopauzy u žen zůstává stále stejná, okolo 50 let. Plánované oddalování rodičovství tak může být hra s časem.
