Vedcom sa podarilo identifikovať takmer tristo génov, ktoré ovplyvňujú dĺžku reprodukcie u žien. U myší dokonca dokázali dobu plodnosti významne predĺžiť úspešnú manipuláciou s vybranými génmi z tejto skupiny. Ich výsledky prinášajú nielen nové potenciálne ciele liečby neplodnosti u ľudí, ale aj zlepšenie predpovede nástupu skoršej menopauzy u žien. Je teda nespochybniteľné, že dĺžku ženskej plodnosti ovplyvňujú gény. Čas ukáže, ako tento poznatok, ako ľudstvo využijeme. Do rozsiahleho výskumu sa zapojilo 180 inštitúcií z celého sveta, vrátane českých vedcov z Ústavu živočíšnej fyziológie a genetiky Akadémie vied ČR.

290 génov

Štúdia publikovaná v prestížnom časopise Nature identifikovala 290 génov, po ktorých poškodení predčasne starnú vajíčka. A teda predčasne nastupuje menopauza a končí plodnosť. “Mechanizmov, ktoré v dôsledku vedú k neplodnosti, je veľa. Táto štúdia preukázala, že väčšina popísaných génov súvisí s bunkovými procesmi pri zistení poškodenie DNA a pri ich následnej oprave,” vysvetľuje spoluautorka publikácie Lucie Knoblochová z Ústavu živočíšnej fyziológie a genetiky AV ČR.

Neopravené poškodenie DNA

“Poškodenie DNA je vcelku bežný jav. V bunkách existujú enzýmy, takzvaní strážcovia, ktorí poškodenie odhalia a to sa následne opraví. Neopravené poškodenie DNA ale môže viesť k vývojovým poruchám alebo k zániku oplodnených vajíčok, teda embryí, a k neplodnosti,” opisuje vedkyňa výsledky rozsiahleho výskumu.

Ako sa opravuje poškodená DNA?

Ak sa takéto poškodenie DNA v embryu objavia, strážne enzýmy privolajú na pomoc ďalšie enzýmy, ktoré sú schopné poškodenie opraviť. Zároveň embryo pozastaví niektoré ďalšie funkcie, aby bolo na opravu dosť času.

“To je, ako keď sa v stroji zlomí jedno koliesko. Je dobré celý stroj zastaviť, než niekto zlomené koliesko opraví alebo vymení. Potom sa stroj zase môže spustiť. Keby sa stroj nezastavil a pracoval ďalej aj s poškodeným kolieskom, môže sa postupne a nenávratne celý zničiť,” vysvetľuje analógiu bunkových procesov Knoblochová.

Ak v embryu jeden z týchto strážnych enzýmov CHK1 či CHK2 chýba, embryo poškodenie DNA neobjaví a vyvíja sa ďalej aj s chybnou DNA. Tak môže dôjsť k nenávratným zmenám a zániku embryá, teda k neplodnosti.

Kmeň myší pre výskum neplodnosti v Liběchove

“Môj školiteľ, Petr Šolc, prišiel s myšlienkou študovať funkciu jedného z vyššie uvedených génov už pred niekoľkými rokmi. V laboratóriu sme skúmali, ako po jeho poškodení dochádza u myší k neplodnosti. Dlhodobo komunikujeme s kolegami zo zahraničia, ktorí tiež študujú gény súvisiace s neplodnosťou. A zistili sme, že naša práca sa dohromady skvelo doplňuje,” opisuje Knoblochová zapojenie českých vedcov do štúdie vedenej spoločne univerzitami v Exeteri a v Cambridge, Barcelone a Kodani.

Štúdium role CHK1

Problematiku neplodnosti študujeme z rôznych uhlov pohľadu. Do tejto práce sme prispeli práve štúdiom role CHK1, ako po jeho vyradení dochádza k neplodnosti u myšieho modelu. Veríme, že naše poznatky v budúcnosti pôjde preniesť aj do praxe v centrách pre ľudskú reprodukciu,” dodáva Dávid Drutovič z Ústavu živočíšnej fyziológie a genetiky AV ČR.

Významnému výskumu v Liběchove pomáha i novo získaná špičková mikroskopická technológia SPIM (z angl. single plane illumination microscopy) upravená pre pozorovanie vývoja cicavčích vajíčok a embryí s násobne väčšou presnosťou a po dlhšiu dobu, než umožňuje klasický konfokálny mikroskop.

Rodičovstvo netreba odkladať

Neplodnosť sa v spoločnosti stáva čím ďalej väčším problémom. Ženy sa narodia so zásobou vajíčok, ktoré počas dospelosti postupne dozrievajú a vylučujú sa formou ovulácie. Ich počet je však obmedzený a vyčerpaniu tejto zásoby sa hovorí menopauza. “Genetická celistvosť ľudských vajíčok klesá so vzrastajúcim vekom a prirodzená plodnosť žien ustáva približne 10 rokov pred nástupom menopauzy,” približuje príčiny neplodnosti vo vzťahu k veku Knoblochová.

Kým za posledných 150 rokov sa zdvojnásobila dĺžka života ľudí, doba nástupu menopauzy u žien zostáva stále rovnaká, okolo 50 rokov. Plánované odďaľovanie rodičovstvo tak môže byť hra s časom.