Błędy przy dzieleniu

Podziały po zapłodnieniu mogą prowadzić do utraty zarodka

LUDZKA REPRODUKCJA bardzo często kończy się fiaskiem. Podczas gdy zapłodnione komórki jajowe innych zwierząt, na przykład myszy, praktycznie zawsze rozwijają się dalej, aż do narodzin potomstwa, w przypadku zapłodnionych komórek jajowych człowieka często tak się nie dzieje. W ramach badania, którego wyniki opublikowano ostatnio w czasopiśmie „Genome Medicine”, przeanalizowano niemal 1000 zarodków pochodzących z procedur zapłodnienia in vitro (in vitro fertilization, IVF), aby dowiedzieć się, jakie są tego przyczyny.

Naukowcy wiedzą, że ludzkie zarodki wykazujące nieprawidłowości chromosomalne – posiadające więcej albo mniej niż 46 chromosomów – często nie zagnieżdżają się w macicy, a jeśli się zagnieżdżą, ciąża może zakończyć się poronieniem lub urodzeniem martwego dziecka.

Źródłem części z tych nieprawidłowości są komórki jajowe albo plemniki. W innych przypadkach ze zdrowej komórki jajowej i zdrowego plemnika powstaje zarodek, który ulega nieprawidłowym podziałom, na przykład prowadzącym do powstania trzech, zamiast dwóch komórek. „Mamy mnóstwo dowodów na to, że podczas pierwszych podziałów komórkowych w ludzkich zarodkach dochodzi do wielu błędów”, mówi Claudia Spits, która bada problemy związane z rozmnażaniem i genetyką na Vrije Universiteit Brussel.

Autorzy tego badania stwierdzili, że takie błędne podziały prowadzą do powstawania nowych nieprawidłowości chromosomalnych, które mogą zaburzać rozwój zarodka nawet w jeszcze większym stopniu niż anomalie pochodzące z komórki jajowej lub plemnika. Te nowe błędy bywają „katastrofalne”, mówi Rajiv McCoy, biolog ewolucyjny z Johns Hopkins University i główny autor badania. „Bardzo często brak trzech, czterech, pięciu chromosomów”.

McCoy wraz ze współpracownikami wykorzystali nagrania poklatkowe i mikroskop do zarejestrowania pierwszych podziałów komórkowych w zarodkach pochodzących z IVF. Następnie oceniali występowanie nieprawidłowości w zarodkach, które przeżyły, i tych, które nie przetrwały.

Spits mówi, że skutki nieprawidłowości powstałych po zapłodnieniu to „coś, czego wszyscy mogliśmy się spodziewać, ale nikt nie przedstawił na to dowodów w taki sposób, jak zrobili to [McCoy i jego zespół]”, analizując tak wiele zarodków i uwzględniając te, które zostały odrzucone. W tym nowym badaniu stwierdzono także, że błędy związane z podziałami występują z równą częstością w zarodkach niezależnie od wieku ciężarnej, podczas gdy częstość nieprawidłowości dotyczących komórek jajowych i plemników rośnie wraz z wiekiem. Naukowcy podejrzewają, że to odkrycie może tłumaczyć, dlaczego nawet młode i zdrowe pary mają tak często duże trudności z zajściem kobiety w ciążę. „Być może niektóre z mechanizmów, które odkrywamy w naszych badaniach, pomogą w zrozumieniu niskiej płodności ludzi” – mówi współautor badania Michael Summers, konsultant medycyny reprodukcyjnej z London Women’s Clinic. Te prace mogą także pomóc rzucić światło na coś, co McCoy nazywa „czarną skrzynką wczesnych poronień”.

Naukowcy mają nadzieję, że wyniki ich badań będą mogły wspomagać zabiegi IVF. Jeśli na przykład zmiana środowiska, w jakim znajduje się komórka, zmniejsza ryzyko błędów związanych z podziałami, to według Summersa „potencjalnie da się uratować wiele zarodków na potrzeby IVF, ponieważ do tych błędów dochodzi w laboratorium”.