Početí a těhotenství stále patří mezi nejnepředvídatelnější biologické procesy. Někdy se párům prostě nedaří mít děti bez odborné pomoci. Nedávné pokroky v reprodukční medicíně však pomáhají překonat mnoho faktorů, které v minulosti byly indikátory neplodnosti. Jaké jsou nejnovějšími objevy a trendy v této oblasti?
Od doby, kdy se zpopularizovaly a rozšířily systémy umělé inteligence, se vědci domnívají, že by ji bylo možné využít ke zvýšení plodnosti při oplodnění in vitro. Faktem je, že ačkoli oplodnění in vitro zůstává nejúčinnějším způsobem léčby neplodnosti, ne vždy se podaří otěhotnět i s jeho pomocí. Vždy existuje riziko chyby: v současné době je pravděpodobnost úspěšného početí a narození dítěte asi 30 %. Jedním z hlavních rizikových faktorů je nesprávný výběr genetického materiálu pro další práci. Kvůli lidskému faktoru nejsou lékaři vždy schopni zohlednit všechny nuance a zvolit nejlepší postup léčby.
Řešením problému by mohla být umělá inteligence. Díky ní mohou odborníci objektivněji seřadit embrya a posoudit potenciál genetického materiálu: pomáhá nejen rozhodnout, které embryo použít pro budoucí zákrok a které zmrazit, ale také určit nejvhodnější gamety (reprodukční buňky s jednou sadou chromozomů) pro oplodnění in vitro. Umělá inteligence může být například použita k výběru vhodných spermií. Umělá inteligence je totiž schopna zohlednit mnoho znaků kvality spermií, které jsou pro lidské vnímání obtížně uchopitelné: způsob plavání, směr pohybu a také poměr velikosti hlavičky a ocásku jednotlivých spermií. Vědci jsou navíc přesvědčeni, že umělá inteligence pomůže určit optimální kombinaci spermií a vajíček, aby bylo dosaženo co nejvyšší pravděpodobnosti úspěšného oplodnění. Tím však přínosy umělé inteligence v reprodukční medicíně nekončí: technologie může pomoci optimalizovat počet člověkohodin strávených při každém zákroku oplodnění in vitro a také pomoci lépe personalizovat klíčové kroky léčby, jako je výběr léků a jejich dávkování.
Pozitivní dopad umělé inteligence v oblasti reprodukce je již patrný. Díky umělé inteligenci dokázali vědci určit pravděpodobnost, že pokus o oplodnění in vitro skončí úspěšně, s přesností 69,3 % a přesnost klasifikace lidských spermií na základě kinetických parametrů byla téměř 90 %. Odborníci jsou přesvědčeni, že v budoucnu budou tyto ukazatele jen narůstat: vědci předpokládají, že přesnost předpovědí UI v úspěšnosti konkrétního pokusu o oplodnění in vitro dosáhne 80-90 %.
Využití kmenových buněk
Kmenové buňky jsou další novinkou v oblasti reprodukční medicíny, která se prosadila jako slibný směr v překonávání neplodnosti. Vědci se například domnívají, že kmenové buňky jsou vynikajícím nástrojem v boji proti primární ovariální insuficienci (PCOS). PCOS dnes zůstává jednou z hlavních příčin neplodnosti. Onemocnění má za následek sníženou produkci estrogenu a vajíček v jednom cyklu a vaječníky přestávají správně fungovat před dosažením 40 let věku ženy (průměrný věk menopauzy je 48-50 let). Poruchy hormonálního pozadí a snížení produkce estrogenu vedou k zastavení produkce vajíček v rámci menstruačního cyklu. Kromě neplodnosti je tento stav zatížen rozvojem osteoporózy (metabolické onemocnění provázené poklesem kostní hmoty), cukrovky 2. typu a také problémy s kardiovaskulárním systémem.
V současné době se posttraumatická stresová porucha většinou léčí hormonální substituční terapií, která v dlouhodobém horizontu může vést k žilní trombóze a různým typům rakoviny, například rakovině prsu. Kmenové buňky mohou být důstojnou náhradou předchozí léčby, která poskytuje lepší výsledek s menšími riziky.
Kmenové buňky mohou například pomoci opravit poškozenou tkáň a vaječníkové buňky citlivé na hormony a zlepšit kvalitu vajíček. Tento téměř magický účinek se vysvětluje povahou kmenových buněk. Jde o to, že jsou nediferencované. To znamená, že když se dostanou do těla, mohou se proměnit v jakoukoli buněčnou strukturu a nahradit poškozené tkáně novými, věrně fungujícími. To si uvědomují i vědci a neustále pracují na zvýšení účinnosti tohoto postupu. Například aby se v požadované oblasti zachoval maximální počet implantovaných buněk a zabránilo se jejich zničení, vyvinuli odborníci metodu zvanou tkáňové inženýrství. Metoda spočívá v umístění kmenových buněk do kolagenových lešení, která pomáhají zabránit distribuci cenného biologického materiálu do nepotřebných orgánů.
Léčba kmenovými buňkami je však stále v počátečních fázích vývoje. Vědci nemají jasnou představu o tom, jak se kmenové buňky v těle diferencují a jaké jsou dlouhodobé zdravotní účinky jejich podávání. Použití některých podtypů kmenových buněk je mimo jiné zatíženo vznikem onkologických a dalších nežádoucích zdravotních účinků. Přes všechna rizika jsou si však odborníci jisti – kmenové buňky se mohou stát lékem na neplodnost.
Úprava genů budoucího dítěte
V roce 2020 získala Nobelovu cenu za chemii skupina vědců, kteří vytvořili technologii umožňující editovat geny. Jakési genetické »nůžky« dostaly název CRISPR: díky nim mají nyní vědci možnost stříhat vlákna DNA a provádět v nich téměř libovolné změny.
A skutečně, CRISPR do budoucna otevírá neomezené možnosti: můžete změnit barvu vlasů, očí nebo například vyléčit vrozené autoimunitní onemocnění.
Ve skutečnosti je však tento proces stále obtížně realizovatelný a nákladný. Vědci neustále nacházejí nové, dosud neobjevené problémy s editací genomu. A přestože k popsaným ambiciózním vyhlídkám vede ještě dlouhá cesta, CRISPR lze již nyní využít k opravě nebezpečných genetických mutací v raných stádiích. Odborníkům se tak podařilo zavést myším gen zodpovědný za ochranu před šedým zákalem. Zakódovaný gen se navíc podařilo úspěšně přenést na potomstvo upravených hlodavců. Takové studie umožňují vědcům vytvořit »mapu« savčích genů a pochopit, za co je konkrétní řetězec DNA zodpovědný.
Bohužel v této fázi vývoje je CRISPR příliš nebezpečný na to, aby mohl být použit na lidských embryích: důsledky takového zásahu je zatím obtížné předvídat. Samotná existence »nůžek« vyvolává řadu nevyřešených etických otázek, na které lidé ještě nejsou připraveni, v důsledku čehož je ve většině zemí použití této technologie na lidech zakázáno. Nicméně právě CRISPR v dlouhodobém horizontu pomůže lidstvu konečně porazit ochrnutí nebo například roztroušenou sklerózu.
»Neposkvrněné početí«
U savců je pro vznik nového života nezbytné splynutí samičí a samčí pohlavní buňky, vajíčka a spermie. Ne všechny organismy na Zemi však potřebují ke vzniku potomstva partnera, existuje například systém rozmnožování zvaný partenogeneze (rozmnožování stejným pohlavím). Při tomto způsobu vzniku potomstva se samičí buňky vyvíjejí v dospělé buňky bez oplodnění.
Vědcům se nedávno podařilo přepsat DNA myši tak, aby mohla rodit bez samce. Výsledkem bylo narození myší, které vznikly z neoplozeného vajíčka. Vědci spojili dvě pohlavní buňky hlodavců do jedné, poté pomocí CRISPR upravili genetický kód embryí a transplantovali je náhradním matkám. Výsledek: nedonošení a životaschopní potomci, kteří se ukázali být naprosto identičtí s genetickým klonem biologické matky.
Podle autorů studie přispívá tato inovativní technologie k novým průlomům v oblasti medicíny. Možná by tento postup skutečně mohl být odpovědí pro ty, kteří chtějí porodit, ale nejsou připraveni uchýlit se k dárci. Nebo pro ty, kteří nejsou připraveni rozloučit se s milovaným zvířetem. A vzhledem k tomu, že už je možné naklonovat mrtvé domácí zvíře (za 50 000 dolarů je možné oživit psa a za 35 000 dolarů kočku), znamená to, že vytváření kopií lidí »neposkvrněným početím« není daleko?
Přes veškerý potenciál však odborníci argumentují potřebou pokračovat ve výzkumu partenogeneze u savců. Někteří odborníci se totiž domnívají, že vzhledem k tomu, že v budoucnu může být tato technika použita na lidech, bylo by její další zkoumání neetické.
(cik, TASS)