Jak poznat to správné vajíčko pro oplození ve zkumavce? Hledání odpovědi na tuto otázku moří embryology na klinikách provádějících IVF čili fertilizaci in vitro na celém světě. David Keefe z Tufts-New England Medical Center v americkém Bostonu je přesvědčen, že zná správné řešení a svým kolegům je prozradil na kongresu American Society for Reproductive Medicine konaném v texaském San Antoniu. Keefeova rada je jednoduchá: „Změřte telomery!“
Do vajíčka je vpravena spermie tenkou skleněnou kapilárou (vlevo). Tak vypadá oplození metodou ICSI, čili injekcí spermie do vajíčka. O osudu vajíčka nerozhoduje jen šikovnost embryologa a kvalita spermie, ale i stav jeho dědičné informace, konkrétně délka telomer na chromozomech.
Telomery jsou koncové části chromozomů a můžeme si je představit jako obdobu plastikové koncovky na tkaničce u bot. U savců jsou telomery složeny z DNA, v níž se neustále opakuje šestice písmen genetického kódu (konkrétně jsou to dva thyminy, jeden adenin a tři guanosiny – zkráceně tedy TTAGGG). Telomery lidských chromozomů obsahují obvykle 3000 až 20 000 písmen – tedy zhruba 500 až 3 400 základních motivů TTAGGG. Buňce slouží jako patníky označující, že tady chromozom začíná a tam zase končí. Když telomery chybí nebo jsou moc krátké, je zle. Buňka ztrácí o svých chromozomech přehled a buď hyne nebo propadá zmatkům, jež se navenek projeví nádorovým bujením. S věkem se nám telomery zkracují. Každá další generace buněk našeho těla je má trošičku „ošoupanější“.
Telomery si můžeme představit jako „koncovky“ chromozomů. Chrání chromozom a jasně vymezují jeho hranice. Na snímku jsou patrné jako červené tečky.
Telomery se ošoupávají i ve vajíčcích. Částečně k tomu dochází ještě v době, kdy se budoucí žena vyvíjí jako plod v těle své matky. Právě tehdy se totiž vytvářejí vaječníky a v nich vznikají vajíčka. Čím později se vajíčko vytvoří, tím ošoupanější telomery zdědí. Ale i v průběhu života mohou z telomer ukrajovat některé škodlivé látky.
Keefe vyšetřil 43 vajíček žen, které se podrobily oplození in vitro, a zjistil, že šance na úspěch mají jen ty ženy, jejichž telomery se skládají z nejméně 6 300 písmen genetického kódu. Přitom našel ve vajíčkách některých žen telomery dlouhé pouhých 100 „písmen“ genetického kódu. S tak krátkými telomerami se nemůže embryo vůbec vyvíjet a zřejmě zaniká na samém počátku své existence. Na druhé straně měly některé ženy bezmála „maximální“ telomery s délkou 19 000 písmen genetického kódu. To už je pro embryo velmi slibný vklad.
Keefe je přesvědčen, že právě zkrácené telomery stojí v pozadí klesající plodnosti starších žen a vysvětluje tak i jejich sklon k početí dětí stižených vrozenými poruchami. Např. při již zmíněném Downově syndromu zdědí zárodek jeden nadbytečný chromozom 21( zde byl překlep ale již je opraven, děkujeme za upozornění), ten se zřejmě přilepí na své „kolegy“ právě proto, že „neví, kde má konce“.
Do budoucna by proto chtěl Keefe vybírat pacientkám jen ta vajíčka, která mají na chromozomech telomery co možná nejzachovalejší.
To není snímek z hlubin vesmíru pořízený Hubbleovým vesmírným teleskopem. Tak vypadá buňka odebraná z embrya postiženého trisomii 23 známější jako Downův syndrom. Chromozom 23 je v jádru buňky patrný jako růžová skvrna. Tři skvrny jasně signalizují, že je tu jeden chromozom navíc. Na vině by mohly být opět příliš krátké telomery, jež nedovolí buňce, aby si při dělení dědičné informace udržela přehled.
Diskuze:
jste
magoři,2005-05-03 10:20:41
Blbost. Telomey se zkracují při dělení buňky. Na rozdíl od muže, kde spermie vznikají haploidním dělením, se žena rodí s hotovými vajíčky.
jak se měří telomera
Jarda Petr,2003-10-29 15:32:04
Myslím, že se dají telomery celkem dobře změřit bez toho, že bychom museli ničit vajíčko. Dozrálé lidské vajíčko připravené k oplození se už zbavilo poloviny dědičné infromace a tu vydělilo v tzv. pólovém tělísku. V něm se nachází polovina chromozomů i s telomerami. Toto tělísko je možné vajíčku odebrat bez toho, že bychom tím ohrozili následné oplození a vývoj embrya. A na dědičné informaci pólového tělíska lze provést příslušné genetické analýzy.
Za překlep s Downovým syndromem se pokorně omlouvám. Škoda, že mě není vidět, protože mám na hlavě přímo kopec popela.
Ano, jenže by to stejně mělo být vidět
Pavel Brož,2003-10-29 13:04:48
Dejme tomu (jde jen o ilustraci), že pro donošení plodu je nutné, aby vajíčko mělo telomery dlouhé těch 6300 písmen, jak se uvádí v článku. Nechť optimum je oněch také uvedených 19000 až 20000 písmen. U mladých matek se pak dá očekávat, že většina z nich bude mít délku telomer bližší k těm 19000 písmenům než k těm 6300, a jenom velmi malá část z nich bude mít telomery kratší než těch 6300 písmen (tato část mladých žen pak plod s největší pravděpodobností nedonosí, pokud se nemýlí autor toho tvrzení v článku). Nicméně z těch donošených dětí bude mít většina z nich telomery odpovídající těm 19000 písmenům, které mělo vajíčko, z nějž pocházely (v době porodu budou mít ve skutečnosti telomery již kratší v důsledku jejich zkracování během stárnutí plodu). U starších matek se dá naopak očekávat, že větší část z nich bude mít telomery ve vajíčku výrazně kratší než oněch maximálních 19000 písmen (a větší část než prve jich bude pod tou hranicí 6300 písmen a tedy děti s největší pravděpodobností nedonosí). Z těch donošených dětí u starších matek bude mít mnohem menší část než prve délku telomer odpovídající těm 19000 písmen u vajíčka, současně zcela logicky větší část těchto dětí než v předchozím případu bude mít délku telomer bližší těm 6300 písmenům u vajíčka.
Nejlépe se to představíme jako dvě Gaussovy křivky (ve skutečnosti zde bude určitě jiné než Gaussovo rozdělení), kde na vodorovnou osu vyneseme délku telomer v písmenech a na svislou četnost telomer dané délky. Mladé ženy budou mít Gaussovu křivku s vrcholem dejme tomu někde u 15000 písmen, starší ženy budou mít posunutou Gaussovu křivku s vrcholem dejme tomu kolem 10000 písmen (číselné údaje jsou opět pouze ilustrativní). Ocásek Gaussových křivek vlevo od hranice 6300 písmen bude odpovídat nedonošeným plodům. U mladých matek je tento ocásek mnohem užší, protože maximum křivky je mnohem více napravo, u starších matek je naopak tento ocásek silnější, protože maximum křivky je hranici 6300 písmen již znatelně blíže. Jak u starších, tak u mladších žen budou donošeny plody nad 6300 písmen. Jak během stárnutí plodu, tak během stárnutí dítěte a poté dospělého jedince se délka telomer zkracuje, což znamená, že obě Gaussovy křivky se posouvají doleva. Dejme tomu že maximální délka telomer odpovídá maximálnímu věku člověka, dejme tomu že tímto věkem je 120 let. Pak za 120 let se celá Gaussova křivka u mladých matek posune pod nulu (nebo pod nějakou minimální délku telomery, pod níž již není možné další dělení buněk lidského těla). Není důvod očekávat, že by se Gaussova křivka u dětí starších matek měla pohybovat menší rychlostí, a tedy se zcela logicky tato křivka posune pod nulu (nebo onu minimální možnou délku telomery) dříve než Gaussova křivka dětí mladších matek. Což by se samozřejmě odrazilo na průměrném věku dětí, který by byl u starších matek kratší. Takže statistika by toto měla odhalit bez ohledu na to, že u starších matek budeme sledovat méně donošených dětí (ve skutečnosti budeme totiž sledovat u obou jenom ty donošené děti).
Problém je spíše v něčem jiném – je otázka, jak velká část úmrtí člověka je spojena s délkou telomer. Existují rizika s následkem smrti (dopravní nehoda, těžký úraz, infekční onemocnění), která s délkou telomer naprosto nesouvisí, a která nám tedy statistiku budou hodně zkreslovat. Dejme tomu že budeme mít skupinu lidí, v jejichž genetické výbavě byly při jejich narození telomery předurčující je k délce života 90 let, a druhou skupinu lidí s genetickým předpokladem pro 120 let života. Jenže protože obě dvě skupiny jsou vystaveny rizikům úmrtí, která zkracují délku života jejich členů, tak se lidé z první skupiny dožijí místo 90 jenom 60 let. Protože úmrtí v důsledku časově konstantního rizika má charakter klesající exponenciály (podobně jako u rozpadu atomů), tak se dá ukázat (je v tom trošku matematiky), že pokud u prvé skupiny lidí snížilo průměrný věk z 90 na 60 let, tak u druhé totéž riziko sníží věk ze 120 na pouhých 71 let. Čili původní rozdíl se z třiceti let smrskl na třetinu. Vezmeme-li v potaz, že ve skutečnosti uvedené hodnoty byly extrémními a že v reálném vzorku lidí můžeme očekávat mnohem menší průměrný rozdíl u dispozic pro délku věku, tak prokazování toho rozdílu může být problém. Rozdíl bude navíc ještě menší v důsledku toho, že se dá očekávat, že riziko úmrtí v důsledku možných zdravotních komplikací i v důsledku např. menší mobility bude od určitého věku narůstat (např. problémy s rekonvalescencí po nemoci má starý člověk nepochybně větší než člověk mladý).
Jinými slovy, musel by se velmi pečlivě vybírat vzorek lidí, aby se do něj dostali jen lidé, kteří umřeli přirozenou smrtí, tedy ne např. na infarkt, nějakou chorobu, kvůli úrazu, pooperační komplikaci a z mnoha jiných příčin, které nemají nic společného s délkou telomer. A vybrat takový vzorek může být docela problém.
Daly by se samozřejmě jmenovat ještě další příčiny, které by tu statistiku zkreslovaly (např. starší matky mohou mnohem úzkostlivěji dbát o své děti, díky tomu se u nich zmenší riziko úmrtí dětském věku, děti starších rodičů mohou dosahovat většího vzdělání, tím pádem i společenského statusu a lepších životních podmínek, a tím pádem žít naopak déle, než děti mladších rodičů, atd. atd.). Asi nejspolehlivější by proto bylo sledovat délku věku sourozenců, kteří se narodili v delším odstupu po sobě, protože zde se vliv např. těch sociálních rozdílů, které se mohou projektovat do délky života, omezí.
ke statistice
Jana Dvořáková (Burdová),2003-10-29 09:16:05
Statistické zhodnocení délky věku potomků různě starých matek vypadá jednoduše. Nicméně velmi ho komplikuje skutečnost, že ve vzorku budeme mít pouze děti, které se skutečně narodily. Předpokládáme-li, že ve vaječníku ženy jsou oocyty s různě dlouhými telomerami (i když u starší ženy s vesměs kratšími) a délka telomer ovlivňuje úspěch těhotenství, riskujeme, že u starších matek budeme sledovat pouze špičku ledovce.
Možnost ověření s pomocí statistiky
Pavel Brož,2003-10-27 15:19:35
Pokud je tomu tak, že délka telomer určuje životnost buňky a zároveň se délka telomer zkracuje již ve vaječnících ženy úměrně jejímu věku, tak by z toho mělo plynout, že u statisticky významného vzorku bude průměrný věk potomků starších matek nižší než průměrný věk potomků mladších matek. Je tomu opravdu tak, dělal někdo podobnou studii? Její provedení by přitom bylo velice nenáročné, stačily by k tomu údaje z matriky.
jak na to
Jana Dvořáková (Burdová),2003-10-24 07:46:12
Nemám moc předhled o metodologii měření délky telomer. Myslela jsem si, že je potřeba extrahovat DNA, nebo ji alespoň nějak označkovat v buňce. Nebo to jde i bez zničení buňky? Abychom pak nevěděli jen to, že tohle vejce by bývalo mohlo být skvělé.
downuv syndrom
zoltan,2003-10-23 19:44:02
se mi to taky nezdalo, downuv syndrom jako trizomie pohlavniho chromozomu:)
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
