Miért nem fejlődik ki sok IVF embrió?

Az embernél a megtermékenyített petesejt nem garancia a reprodukciós sikerre. A legtöbb embrió a megtermékenyítést követő napokon belül leáll és elhal, általában azért, mert abnormális számú kromoszómával rendelkezik.

Most a Columbia Egyetem Vagelos Orvosi és Sebészeti Főiskolájának kutatói megállapították, hogy e hibák többsége a sejtosztódás legkorábbi fázisában a DNS-replikáció spontán hibáiból adódik.

Az eredmények új betekintést nyújtanak az emberi reprodukció alapvető biológiájába, és hosszú távon az in vitro megtermékenyítés (IVF) sikerességének javulásához vezethetnek. A tanulmányt a Cell című folyóirat online számában tették közzé.

Kihívást jelentő feladat a korai embriók számára

Körülbelül 24 órával az emberi petesejt megtermékenyítése után kezdődik a sejtosztódás folyamata. A sejtosztódás során a teljes genomot – 46 kromoszómát, amely több mint 3 milliárd bázispár DNS-t tartalmaz – hűen meg kell duplikálni. A megkettőzött kromoszómakészleteket ezután szét kell választani, hogy minden leánysejt egy teljes készletet kapjon.

Sok, IVF során létrehozott emberi embrióban valami elromlik, és az embrió egyes sejtjei túl kevés vagy túl sok kromoszómával rendelkeznek.

“A genom megkettőzése kihívást jelentő feladat a korai embrió számára” – mondja a tanulmányt vezető Dieter Egli, PhD, a Columbia Egyetem Vagelos College of Physicians and Surgeons (Vagelos Orvosok és Sebészek Főiskolájának) Maimonides Fejlődési Sejtbiológia (gyermekgyógyászat) adjunktusa.

A kutatók már régóta elméletben feltételezik, hogy a hibák a sejtosztódás utolsó fázisában keletkeznek, amikor a kromoszómák megkettőződött készletei két azonos leánysejtre válnak szét. A legtöbb ilyen hibát a mikrotubulus-orsó, a két kromoszómakészletet szétválasztó szerkezet problémáinak tulajdonították.

Először módosították egy embrió génjeit

Egli vizsgálatai azonban azt találták, hogy a kromoszóma-rendellenességek olyan hibákból erednek, amelyek a sejtosztódás folyamatában sokkal korábban, a genom DNS-ének megkettőződésekor következnek be. Ha a DNS nem pontosan másolódik – állapították meg a tanulmányai -, az orsó meghibásodik, és a kromoszómák rossz számát helyezi el minden egyes leánysejtben. Ha a DNS megkettőződése rendellenes, az orsó nem működik normálisan. “Ezt a korábbi tanulmányok nagyrészt figyelmen kívül hagyták – hiszen miért engedné meg az embrió, hogy a genom integritása sérüljön, amikor ez a normális fejlődés ilyen kritikus feltétele?” – mondja Egli.

Bár a vizsgálatokat petri-csészében létrehozott embriókkal végezték — beleértve az IVF-nek alávetett egyénekből és olyan petesejtdonorokból származó embriókat, akik nem folyamodtak termékenységi kezelésre –, ugyanezek a problémák hozzájárulhatnak a természetes emberi reprodukció során létrehozott embriók kudarcához – olvasható a Science Daily oldalán.

Fotó: pexels.com – Armina Filkins

A DNS-hibák forrásának nyomai

Úgy tűnik, hogy az embriókban előforduló DNS-másolási hibák forrása a DNS kettős spirálján belüli akadályokból ered. Bár ezeknek az akadályoknak a pontos oka még nem ismert, de a DNS megkettőződését szüneteltetik, vagy akár le is állítják, ami DNS-törést és abnormális kromoszómaszámot eredményez.

A spontán DNS-hibák már a sejtosztódás első ciklusában előfordulhatnak az emberi embriókban – állapították meg a kutatók -, valamint a későbbi sejtosztódások során is. Ha a korai embrióban túl sok sejtet érintenek kromoszóma-rendellenességek, az embrió nem tud továbbfejlődni.

IVF

Az IVF céljából létrehozott emberi embriók többsége a megtermékenyítést követő napokon belül leáll a fejlődésben. Az emberi fejlődésnek ez az eredménytelensége akadálya a sikeres termékenységi kezeléseknek.

“Sok termékenységi kezelésben részesülő nőnek több IVF-ciklusra van szüksége ahhoz, hogy teherbe essen, és vannak, akik egyáltalán nem esnek teherbe. Ez nem csak rendkívül költséges, de érzelmileg is megterhelő” – mondja Dr. Jenna Turocy, a Columbia Egyetem Fertilitási Központjának termékenységi specialistája és a tanulmány társszerzője.

A kutatók további vizsgálatokat terveznek, amelyek a DNS replikáció közbeni károsodását vizsgálják, abban a reményben, hogy megértik az emberi csíravonal normális és betegséget okozó eltéréseit. Hosszú távon ezek a tanulmányok olyan módszerekhez vezethetnek, amelyekkel csökkenthető a genetikai rendellenességek és az embriók lemorzsolódásának kockázata az IVF-nek alávetett betegek esetében.

Ez a téma is érdekes információkat tartalmazhat: