První dny embrya? Vzrušující dobrodružství

Jsme v krásné moderní budově v blízkosti Fakultní nemocnice na plzeňském Lochotíně. Čím se tady v Biomedicínském centru zabýváte?

Jsme instituce spadající pod lékařskou fakultu, kde jsou koncentrované laboratoře, které byly dříve rozptýlené po několika ústavech. To s sebou nese tu výhodu, že k sobě mají blíž a mohou spolupracovat. Dohromady je tady dvacet laboratoří, z nichž jedna – ta naše – je laboratoří reprodukční medicíny.

Čím konkrétně se zabývá vaše laboratoř?

My se zabýváme vývojem embrya v prvních čtyřech dnech. Tedy, jak se říká, to je fáze života, kterou jsme sice všichni zažili, ale nikdo z nás si ji nepamatuje. A z velké části toto období zůstává neprobádané, proto nás tak zajímá a vzrušuje, a proto ho studujeme. Na lidském materiálu samozřejmě není takový výzkum možný, takže používáme zvířecí modely. Konkrétně embrya laboratorní myši a prasete. Prasečí vajíčko je vnímáno jako srovnatelný model pro člověka, ale já si myslím, že myší model je lepší. Tedy na úrovni buňky. V transplantační medicíně nebo chirurgii je prase samozřejmě z hlediska podobné velikosti orgánů velmi cenný model.

U zvířat jste, pokud vím, začínal.

Začínal jsem studovat na České zemědělské univerzitě v Praze, kde jsem pracoval s hospodářskými zvířaty. Vyrůstal jsem na vesnici, s nadsázkou říkám, že jsem vylezl z kupky hnoje, takže jsem k tomu měl blízko. Nakonec jsem dospěl k problematice reprodukce, protože kolem ní se to všude točí. Hodně mě ovlivnil profesor Jaroslav Petr, který je takovým guru v oblasti reprodukce a biotechnologií u hospodářských zvířat. Proniknul jsem na úroveň, ve které není důležité, jestli se zkoumá kráva nebo člověk, ba naopak medicína využívá těch podobností. Výzkumy, které sloužily k tomu, jak rozmnožit krávy jednodušeji, levněji a efektivněji, našly využití v humánní reprodukční medicíně. Měl jsem možnost navštívit jiná pracoviště v Evropě nebo USA, to člověku otevírá obzory. Nakonec jsme ten náš výzkum začali směřovat víc do reprodukční medicíny. To byl moment, kdy jsem potkal profesorku Milenu Králíčkovou, vedoucí Ústavu histologie a embryologie. Ta spolu s profesorem Petrem může za to, co tady děláme. Spolupracujeme s  pracovištěm pana profesora, ale i s francouzskou, americkou a korejskou univerzitou. Je to výsledek příjemné konstelace lidí, kteří se sešli, a já jsem měl to štěstí, že jsem se k tomu nachomýtl.

Jak byste mi tedy jako úplnému laikovi vymezil svou profesi?

Jsem reprodukční biolog, v podstatě zootechnik se specializací na reprodukci. Ta spočívá hlavně v tom, abych dokázal šlechtit populaci hospodářských zvířat. Ono to má co do činění s genetickou informací a tam už jsme zase blízko například preimplantační genetické diagnostice, je tedy spousta spojitostí mezi zemědělskou produkcí a reprodukcí člověka. Přednáším na Ústavu histologie a embryologie, a zatím si nikdo nevšiml toho, že jsem nevystudoval medicínu. Ty obory k sobě zkrátka mají hodně blízko.

K jakému výzkumu ta zvířecí vajíčka slouží?

Na zvířecích vajíčkách si můžeme dovolit simulovat reálný vliv polutantů, například bisfenolů. Bisfenoly najdeme i tam, kde bychom je vůbec nehledali, tedy nejen v plastech. Například v bankovkách nebo účtenkách, ze kterých se do těla vstřebává při dotyku. Když si koupíte plechovku se sterilovanou zeleninou, tak vnitřní vrstva obsahuje bisfenol. Bisfenol je třeba v recyklovaném papíru, takže z tohoto úhlu je zdravější nakupovat rohlíky do igelitového a nikoliv do papírového pytlíku. Ještě je tu inhalační expozice, protože je obsažený v bytovém prachu. Bisfenol rychle vstřebáme, ale na druhou stranu ho poměrně rychle vyloučíme, většinou močí. Jenže jsme bisfenolu vystaveni stále a všude. A pozor! Bisfenoly najdeme i v polykarbonátových lahvích, které na sobě často nesou označení BPA free.

Pes je zakopaný v tom, že kromě bisfenolu A je řada dalších bisfenoulů, že?

Ano, těch bisfenolů je celá řada a bisfenol A byl před několika dekádami vybrán pro průmyslovou výrobu, protože byl levný. Nedávno byl BPA eliminovaný z takových výrobků, jako jsou dětské lahve a dětské hračky, ale aby si zachoval plast tvar, tak tam nějaké pojivo musí být. Proto přišel na trh bisfenol S, a nás tahle náhražka dost iritovala, takže jsme se pustili do testování. Přijde nám hodně nezodpovědné nahradit jednu látku druhou, u které negativní účinky ještě nebyly popsány. Přitom to ještě neznamená, že neexistují.

Jaké jsou tedy dopady tohoto všudypřítomného BPS?

Pro děti je ta látka nebezpečná, protože mají nízkou schopnost ji detoxikovat. Činnost jejich jater a ledvin není taková jako u dospělého člověka, který je schopen škodliviny rychle eliminovat. Existuje hypotéza, že tato časná expozice vede k reprodukčním problémům v dospělosti. My jsme prováděli výzkum na našich myškách a jejich potomcích, je tam ta výhoda, že výsledek máme – na rozdíl od sledování lidské populace – během několika měsíců.

Dokázal byste tedy shrnout, co bisfenoly způsobují?

Ono je těch vlivů více a jen těžko bychom asi hledali orgán, který ovlivněný není. Nás samozřejmě nejvíce zajímá oblast reprodukce. Problém je i transplacentární přenos, kdy se s látkou setkává těhotná žena. Ona se vlastně uměle estrogenizuje a estrogenizuje i plod, tím ovlivní nejen své dítě, ale i generaci svých vnuků, protože pohlavní buňky dítěte se zakládají už během prenatálního vývoje. Bisfenoly jsou skloňované i v souvislosti s obezitou, jsou to takzvané obezogeny, spojují se i s diabetem druhého typu. A přitom se bavíme o takzvaně subtoxických dávkách! A potom ve vyšších dávkách na hranici toxicity jsou karcinogenní. Problém v prokazatelnosti je ale ten, že projevy jsou velmi nespecifické a dá se předpokládat, že je za nimi celá řada dalších vlivů. Bisfenoly jsou zkrátka jen výsečí negativních vlivů, jimž jsme dnes vystaveni každý den. Naším cílem je předkládat důkazy o škodlivosti bisfenolu S, a pak už je úkolem autorit, které jsou zodpovědné za legislativu, aby rozhodly, že není možné ho používat.

Jestli to dobře chápu, je tedy lepší vyhnout se baleným vodám v plastových lahvích?

Ono vlastně moc nezáleží na tom, v čem je voda balená. A to nemluvím o extrému, kdy je voda v PET lahvi týden na sluníčku. Bisfenoly se totiž do vody dostanou už během přípravy a stáčení, potrubí či obaly ve výrobě mohou být z polykarbonátu. Bisfenoly se proto našly i ve vodách balených ve skle.

Existuje tedy nějaký návod, jak se bisfenolům bránit?

Když tady projdu kolem poledne kuchyňkou, tak už tam čekají čtyři kolegové u mikrovlnky. Ale právě mikrovlnné záření pomáhá z plastových nádob škodlivé látky uvolňovat. Radil bych tedy mimo jiné neohřívat jídlo v mikrovlnné troubě v polykarbonátových dózách. V souvislosti s transdermálním přenosem se zase zjistilo, že když si umyjete ruce, je přenos z účtenek či jízdenek rychlejší. Tím nenabádám k tomu, být špindíra, ale nic se asi nemá přehánět.

To jsou dosti znepokojivé výsledky výzkumu, ale mě zaujal váš výzkum související s takzvaným francouzským paradoxem.

O Francouzích je známo, že jedí hodně tučného, nežinýrují se a nedrží diety, přitom netrpí kardiovaskulárními chorobami a netloustnou. Přikládalo se to tomu, že každé jídlo zapijí sklenicí červeného vína, takže chemici podrobili červené víno rozsáhlé analýze a hledali onen kámen mudrců. A našli resveratrol, to je látka obsažená ve slupkách vinných bobulí, je tedy jen ve víně červeném. Když si vědci kladli otázku, kolik by člověk červeného vína musel vypít, aby mělo terapeutickou dávku, tak zjistili, že by to musely být hektolitry denně, protože ta dávka je ve stovkách miligramů. Takže přesto, že francouzský paradox je znám několik dekád, jeho skutečný mechanismus je znám pár let. Stojí za ním bílkoviny, které se jmenují sirtuiny, a ty jsou aktivovány resveratrolem i ve velmi nízkých dávkách. Sirtuiny máme přirozeně v sobě, v každé své buňce, ale dokud se nenapijeme červeného vína, tak nejedou na plné obrátky. Resveratrolem je nakopneme. Sirtuiny v játrech a dalších orgánech mají na starosti metabolismus tuků. Jednoduše přemluví tukovou tkáň, aby neusazovala další tuk, ale aby se toho tuku naopak zbavila.

To je zajímavé, jak to ale celé závisí s vývojem embrya?

My jsme se tím inspirovali a řekli jsme si, že když už jsou ty sirtuiny natolik blahodárné, bylo by dobré zjistit, jak to vlastně funguje v pohlavních buňkách a jak to funguje v embryu. Proto sledujeme sirtuin a jeho úlohu v prvních pěti dnech embryonálního vývoje. Sirtuin aktivujeme resveratrolem nebo ho aktivujeme i jinými látkami, které jsou specifičtější. Dosavadní výsledky jsou velice slibné. Řada experimentálních postupů je totiž založena na in vitro kultivaci v laboratorních podmínkách, kde imitujeme podmínky v těle. Přestože in vitro podmínky mají své nevýhody, nám to umožňuje testovat tyto látky a velmi pečlivě proces analyzovat. To pochopitelně v těle matky nebo laboratorní myši nelze anebo jen velmi obtížně.

Sirtuiny mají tedy na vývoj embrya pozitivní vliv. Jak můžete tento poznatek využít v praxi?

Přestože in vitro podmínky mají k přirozenému optimu daleko a tato metoda se potýká s určitým procentem neúspěšnosti, je v léčbě neplodnosti nevyhnutelná. Aktivace sirtuinů by mohla celou metodu udělat šetrnější například v tom, že by ženy nemusely opakovaně podstupovat odběr vajíček. Dnes, pokud je z jednoho odběru vajíček málo nebo je málo úspěšně oplozených embryí, musí žena na zákrok znovu. To je důvod, proč jsme si výsledek výzkumu nechali patentovat. Teď si někdo může zakoupit licenci a použít ho v postupech umělého oplození a asistované reprodukce.

„Je to stejné, jako bychom pustili medika ke státnicím bez splněných zkoušek v indexu,“ napsal jste v populárně-naučném internetovém časopise „OSEL“ o metodě umělého oplození ICSI. Můžete mi to nějak vysvětlit?

To je naše kacířská myšlenka, kterou kolegové z klinik asistované reprodukce neradi slyší. Dnešní postupy umělého oplození jsou vybroušené časem k dokonalosti, ale ta dokonalost spočívá v tom, že v 95 procentech případů embryolog vezme spermii a píchne ji do vajíčka. Odtud zkratka: intracytoplazmatická injekce spermie. To je situace, ke které fyziologicky dojít nemůže, a tak v laboratorních podmínkách dochází k ještě většímu odchýlení od přirozených podmínek.

Co se vlastně děje, když embryolog píchne spermii přímo do vajíčka?

V normálních podmínkách se spermie musí zbavit takzvaného akrozomu, to je taková čapka, která umožnuje spermii proniknout do vajíčka. Umělým způsobem tam ale většinou proniká i s akrozomem či s tím, co z něho zbude. Velmi iritující je rovněž představa, že embryolog vybírá jednu spermii a jedno vajíčko a dává je dohromady. Všechno dělá s nejlepším vědomím a svědomím, vybírá spermii, která je dostatečně pohyblivá, která nemá žádnou abnormalitu. Není to tak, že by vybíral spermii s modrýma očima a hezkým nosem, ale takovou, která odpovídá standardu zdravé spermie. Ale stejně! Takových spermií jsou tam desítky, stovky, a právě embryolog vybere jednu jedinou. V tu chvíli vede jeho ruku náhoda, a výběr není ponechán na těle matky, které přirozeně klade bariéry, jež překoná jen ta nejzdravější a nejrychlejší spermie. Tento problém rozděluje odbornou veřejnost do dvou názorových táborů. Jedni říkají, že to nevadí. To jsou zejména lékaři z klinik asistované reprodukce, kteří si dělají své statistiky a mají to podložené pozorováním dětí vzešlých z umělého oplodnění. A pak je skupina kacířů, kteří mají své výzkumy založené na pozorování zvířecích modelů, nejčastěji myši. Takže chápete, že ti, kteří říkají, že to nevadí, mají v rukou trochu mocnější nástroj. My se snažíme v této oblasti přispět svou trochou do mlýna, konkrétně chceme dokázat, že injekce spermie přímo do vajíčka mění aktivitu onoho zmíněného sirtuinu a tím vše, co s tím souvisí.

Zmínil jste, že dnes je většina oplození provedena metodou ICSI. Jak vypadala asistovaná reprodukce na začátku svého zrodu, tedy před 40 lety, a jak se proměnila do dnešních dnů?

Jsou to v podstatě změny k lepšímu. Za posledních 40 let se na celém světě narodilo asi šest milionů dětí díky umělému oplodnění. Myslím, že Nobelova cena pro Roberta Edwardse, který postup IVF vyvinul, byla naprosto zasloužená. Před 40 lety probíhalo na klinikách in vitro oplození, to znamená, že se spermie a vajíčko samy splynuly v jedné kapce, embryo se pak několik dní nechalo vyvíjet a pak se přeneslo do těla matky. Dnes se při této metodě přenáší o něco déle. Jenže tento způsob nevyřešil všechny problémy neplodnosti. Asistovaná reprodukce tedy logicky hledala způsoby, jak pomoci i párům, kde například muž měl nemobilní spermie, měl jich málo, nebo spermie nedokázaly projít do vajíčka. U mužů, kterým spermie nedozrávají, je možné udělat biopsii testikulární tkáně z varlat. Takže to už je velký odklon od přirozeného stavu.

Jak se lišil a liší vývoj asistované reprodukce u nás v porovnání se zahraničím?

Vzhledem k tomu, že velký boom této intracytoplazmatické injekce byl v devadesátých letech a železná opona byla pryč, tak nebyla česká medicína v tomto ohledu nikterak pozadu. Rozdíly jsou závislé spíš na legislativním rámci, podmínkách zdravotních pojišťoven a cenách za asistovanou reprodukci. Tady jsou podmínky vcelku příznivé, a tak mají české kliniky početnou zahraniční klientelu. Ale to, co bych rád zmínil a co je na asistované reprodukci pozitivní, je takzvaná preimplantační genetická diagnostika. To znamená, že se z několika embryí vybere právě to bez genetické zátěže. Existuje hodně onemocnění, která jsou geneticky determinovaná, úplně typicky je to třeba Downův syndrom, jehož riziko roste zejména s věkem matky. Pokud tedy chce mít žena po pětatřicítce dítě, tak i když by mohla normálně počít, může navštívit kliniku a využít tuto možnost.

Domníváte se, že problémy s neplodností se vlivem našeho životního stylu v současnosti zhoršují?

Nemám v hlavě konkrétní čísla, ale myslím, že problém s neplodností je stále stejný. Je tady spousta vlivů, které se s časem mění a vnucují nám představu, že jsme na tom hůř. Je to mimo jiné reprodukční věk, dnes je průměrný věk prvorodičky kolem třicítky, přibývá žen, které se rozhodnou pro první dítě až po pětatřicítce. Je to logické, protože lidé chtějí studovat, vybudovat si nějakou kariéru a pak teprve založit rodinu. Dřív se také tolik nepracovalo s mužskou neplodností, za neplodnou se většinou označila žena, které zkrátka gynekolog řekl, že nemůže mít děti. Dnes máme k dispozici lepší diagnostické metody, jak příčinu neplodnosti odhalit. Často se také argumentuje výsledky spermiogramů, které jsou podle výsledků klinik asistované reprodukce u jejich pacientů dnes horší než před třiceti lety. Pak ale přišly studie, které říkají, že výsledky jsou neporovnatelné: dříve na kliniku přicházeli muži kolem pětadvaceti, dnes kolem pětatřiceti let věku – logicky a do velké míry přirozeně tak disponují horšími spermiemi. Budete se asi divit, ale já bych na první místo v příčinách neplodnosti neposadil ani vliv polutantů, jakými jsou bisfenoly. Generace našich rodičů byla vystavena horším látkám, lidé jedli hliníkovým příborem z hliníkového esšálku. Naopak jsme se od toxických dávek látek, jako je hliník nebo DDT, posunuli k subtoxickým dávkám bisfenolů.

Váš obor má jisté etické hranice. Jak se díváte na případ čínského vědce Che Ťien-kchueja, který přepsal genetickou informaci dvojčat HIV pozitivního otce tak, aby se narodila zdravá. 

Editaci embryonálního genomu osobně považuji za nepřípustnou. Dá se to shrnout do proklamace, že nemůžeme dělat všechno, co umíme. Editace genomu je totiž známá už dlouho, to je vcelku známá metoda. Docela nedávno proběhl legislativní diskurz na toto téma ve Velké Británii a došlo tam k povolení této metody, ale ve velmi striktně vymezených podmínkách. Zatímco Čína je v tomto poněkud nezodpovědná, navíc je tam celá řada důvodů, proč jsou vědci ochotni riskovat. Čínští vědci totiž na klinikách a ústavech nemají nic jisté, a pokud neprokáží svou pracovitost a fantastické výsledky, Bůh ví, co s nimi bude. To byl jistě silný motiv i pro Che Ťien-kchueje. Myslím, že tam, kde existuje pevný legislativní rámec, se dá s touto metodou pracovat. To je v Evropě a Severní Americe. Ony se nabízejí omluvitelnější případy, kdy editaci genomu použít. Například v případě, kdy by žena trpěla mutací genu BRCA1, to znamená dispozicí k rakovině prsu, a nechtěla by tuto rodovou kletbu přenést na své potomky. Ale v našich podmínkách bychom postupovali jinak, šli bychom například metodou preimplantační genetické diagnostiky. V Číně by asi řekli: „Tak my vám ten gen opravíme.“

Ing. Jan Nevoral, Ph. D.

Je vedoucím Laboratoře reprodukční medicíny Biomedicínského centra v Plzni

Narodil se 23. srpna 1986 v Jilemnici, vystudoval obor reprodukční biotechnologie na České zemědělské univerzitě

Doktorské studium absolvoval na katedře veterinárních disciplín

V Biomedicínském centru Lékařské fakulty v Plzni se věnuje výzkumu raného embryonálního vývoje savců

Je autorem mnoha populárně vědeckých textů v internetovém časopisu „OSEL“

... CELÝ ROZHOVOR ČTĚTE V ČERVNOVÉM ČÍSLE ČASOPISU BARBAR!

Na stáncích v prodeji za 49 Kč!

Elektronická verze ke stažení za 35 Kč na Alza.cz!

Předplatné je možné pořídit ZDE - 10 čísel (včetně letního a zimního speciálu) za 390 Kč!