Dvacet let zkoumá Kateřina Komrsková protein CD46, který má zásadní roli v procesu početí. Její výzkum může nyní přinést revoluci v asistované reprodukci. Spolu se svým týmem představila letos v lednu objev, který s mimořádnou přesností dokáže určit nejen kvalitu spermií, ale také za pomoci magnetických částic ty poškozené odfiltrovat. „V přirozeném početí poškozená spermie nedokáže oplodnit vajíčko, náš objev tak vrací oplodnění přírodě,“ říká reprodukční bioložka z Biotechnologického ústavu Akademie věd ČR.

HN: Reprodukční biologové napříč celým světem se zaměřují na výzkum proteinu CD46. Váš není výjimkou. Proč si tato malá molekula tak moc říká o pozornost?

Tento protein se vyskytuje na povrchu všech buněk lidského těla. Chrání je před útokem našeho vlastního imunitního systému, aby jím nebyly snědeny zaživa. U spermií se vyskytuje jeho krátká varianta a zajímavé je, že je ukryta uvnitř hlavičky spermie, v takzvaném akrozómu. To je váček, který je úplně zásadní pro vstup spermie obaly vajíčka, bez něj není schopná vajíčko oplodnit. Před několika lety byl pro CD46 protein objevený přirozený receptor na vajíčku. K proteinu, který si lze představit jako klíč na spermii, se na vajíčku našel zámek. Také se zjistilo, že muži, kteří trpí nevysvětlitelnými formami neplodnosti, mají tento protein poškozený.

HN: Jak vám pomáhá znalost proteinu s nalezením poškozených spermií?

Na zdravých spermiích je uvězněný uvnitř a my ho nejsme schopni vidět. To je v pořádku, protože on se uplatní až při následujících krocích, kdy spermie projde obaly vajíčka. Pokud se ale dostane na povrch dřív, než by měl, je spermie poškozená na hlavičce a pokus o oplodnění bude neúspěšný. Náš objev dokáže odfiltrovat ty poškozené tím, že si je označíme, a to pomocí magnetických kuliček, na kterých je navázaná protilátka proti CD46. Představte si, že máte ejakulát, ve kterém jsou namíchané spermie poškozené a nepoškozené, a vy do něj přidáte v určitém poměru magnetické částice s navázanou protilátkou. Spermie, které mají protein na povrchu, tedy ty, které jsou poškozené, se během 20 minut navážou na magnetické částice a my je pomocí magnetického stojánku vytáhneme. Odstraníme poškozené spermie a ostatní se mohou použít k oplodnění. Je to strašně jednoduchý a elegantní způsob.

Kateřina Komrsková

Vede Laboratoř reprodukční biologie v Biotechnologickém ústavu AV ČR.

Doktorandské studium absolvovala na katedře vývojové biologie Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy a katedře molekulární biologie a biotechnologie Sheffieldské univerzity ve Velké Británii.

Ve své práci se dlouhodobě zabývá funkcí vybraných proteinů pohlavních buněk a reprodukčních orgánů v procesu oplození. Zkoumá příčiny neplodnosti a věnuje se možnostem její diagnostiky.
Je spoluautorkou několika desítek odborných publikací. Je čas změnit, že muži nemají pravidelnou kontrolu kvality spermií.

HN: Zní to jednoduše, ale za touto metodou je několikaletý výzkum. Co bylo nejsložitější?

Je to takové moje dvacetileté dítě. Na začátku jsme museli pochopit celý princip daného proteinu. Výzkum jsme museli dělat na různých vzorcích, protože variabilita poškození mezi muži je obrovská a tato metoda by měla sloužit k odhalení poškození pohyblivosti a DNA, které s poškozením akrozómu souvisí. Aby byla univerzálně použitelná, nás stálo velké úsilí. Složité bylo i připravit protilátku, která naváže CD46. Vybrat tu, která nám vyhodnotí kvalitu spermií téměř ve sto procentech, bylo umění.

HN: Jaká je hlavní výhoda vaší metody?

Doposud měla každá metoda nějaké omezení. Jedna byla vhodná více na to, jiná na něco jiného, některá nebyla efektivní časově, další se zase nevyplatila finančně. Především však nebyly založené na detekci vnitřního poškození spermie, ale často na parametrech, které vůbec nemusely vypovídat nic o jejich kvalitě. U mnoha metod se zase spotřebovává obrovské množství spermií a ty už nelze dále použít pro oplodnění. Naše metoda tyto nevýhody nemá a je při ní zachován přirozený boj spermií. Ta opravdu nejlepší oplodní vajíčko.

HN: Co má vliv na to, že dochází k poškození spermií?

Těch věcí je strašně moc. V první řadě je férové říct, že k němu často vedou lékařské důvody. Různé nemoci, infekce, hormonální problémy, nádory. Nicméně významnou část hrají vnější faktory životního prostředí, jako strava, životní styl či socioekonomické aspekty. Roli hraje také věk, což je parametr, který se obvykle zmiňuje v souvislosti s neplodností žen, ale vliv má také u mužů. Celosvětově se ukazuje, že až u 15 procent mužů starších 30 let dochází k poklesu plodnosti. Navíc u mužů je stále spousta otázek, proč jsou neplodní nebo mají sníženou plodnost, nezodpovězena.

HN: Není to tím, že je pozornost více soustředěna na ženy?

Ženy mají pravidelné gynekologické prohlídky, ale muži žádnou pravidelnou kontrolu reprodukčního stavu nebo kvality spermií nemají. Domnívám se, že je čas to změnit. Dovedu si představit, že v rámci preventivních prohlídek můžeme při odběru krve a moči analyzovat také vzorek spermií. Zde si dokážu představit využití našeho diagnostického kitu, který by vyhodnotil základní parametry, a v případě neuspokojivých hodnot by byl muž doporučen ke specialistovi, který by provedl širší vyšetření a případně by zahájil nebo doporučil léčbu.

HN: Americká expertka na plodnost Shanna Swanová přišla s tím, že pokud by počet spermií klesal stejně rychle jako dosud, neměli by muži již v roce 2045 žádné spermie a početí by už bylo pouze otázkou laboratoří. Je situace opravdu tak vážná?

Jsou na to různé pohledy a výzkumy se hodně liší. Světová zdravotnická organizace nicméně uvádí, že je celosvětově kolem 15 procent párů neplodných, to je kolem 70 milionů párů, a toto číslo stále roste, polovina z nich jsou muži. Ale pozor, muži v reprodukčním věku. Uvádí se, že každý rok se zvyšuje procento neplodnosti o tři desetiny. Jak donekonečna může neplodnost stoupat, to samozřejmě nevíme.

HN: Věda jde v oblasti umělého oplodnění rychle dopředu. Jde se na to podívat i obráceně? Jak bychom my mohli vědcům pomoci, aby neměli tolik práce?

Zpátky bychom se dostali k příčinám neplodnosti, které můžeme ovlivnit. Životní styl, strava, věk. Měli bychom se více ptát lékařů na všechny možnosti a nespoléhat jen na kvantitu, ale i kvalitu. Oplodnění na první dobrou bez využití jiných metod, než je přenos spermie do vajíčka, při kterém se vybere jedna spermie, nemusí být nejlepší volba. Některá centra asistované reprodukce sázejí na kvantitu oplodněných párů a ta nemusí bezpodmínečně znamenat kvalitu nového človíčka, který tímto způsobem vzniká.

HN: Setkala jste se v poslední době s nějakým zajímavým výzkumem?

V kontextu současné doby se začaly celosvětově studovat mechanismy možného poškození spermií v souvislosti s covidem-19. To je věc, kterou nemůžeme ignorovat. Doposud se přesně neví, jakým způsobem může koronavirus ovlivnit u mužů potenciál oplodnění, nicméně existují výzkumy, které ukazují, že v souvislosti s ním dochází k náchylnosti k poškození spermií. Já osobně bych se tomuto tématu chtěla věnovat a podívat se na kvalitu spermií u mužů různých věkových kategorií, kteří covid prodělali.

HN: Mají se čtenáři bát, že všichni, kteří měli koronavirus, mohou mít problémy s neplodností?

Ne, to určitě ne. Vědecké články sice ukazují na možné souvislosti, ale doposud se neví, zda je toto poškození vratné, či nikoli. U mužů se navíc spermie obnovují každých 60 dnů.

HN: Takže i ty poškozené koronavirem se mohou obnovit?

Ano. V ideálním případě by to tak mohlo být. Záleží, zda nedošlo k poškození zárodečných buněk ve varlatech, potom by se pravidelný cyklus obnovy spermií nemusel nastartovat v takové kvalitě, jaká byla předtím. Také si musíme uvědomit, že kvalita mohla být špatná ještě před proděláním infekce a koronavirus byl jen posledním hřebíčkem.

HN: Jak podle vás bude vypadat oplodňování za nějakých 20 let?

V ideálním světě, za ideálních okolností by moje přání bylo, aby lidí, kteří mají problémy s početím, bylo čím dál méně, aby se co nejvíce dopředu zjišťovaly problémy a daly se vyřešit. Obor asistované reprodukce se navrátí k principům přirozeného oplození. Také věřím, že česká asistovaná reprodukce bude udávat směr celosvětového vývoje. Vidím zde mnoho schopných lidí a obrovskou touhu po inovacích a novém poznání.

Související