Prečo metódy asistovanej reprodukcie niekedy zlyhajú
Súhrn
V práci, ktorá bola publikovaná v časopise Nature 24. apríla 2026, autori s využitím kombinácie manipulácie s myšími zygotami, kvantitatívneho zobrazovania a teoretických prístupov ukazujú cytoplazmou sprostredkovaný mechanizmus kompetície medzi oddelenými rodičovskými pronukleami. Táto kompetícia obmedzuje objem pronukleov a zabraňuje dysregulácii epigenetických markerov, vrátane straty trimetylovaných histónov.
Jednopronukleárne biparentálne zygoty tento mechanizmus postrádajú, čo má za následok zníženú rýchlosť vývoja. Tento nízky vývojový potenciál možno čiastočne napraviť obnovou epigenetických markerov založenou na kompetícii alebo liečivách. Ďalšie výskumy v tejto oblasti sa zameriavajú tiež na bezpečnosť manipulácie so zygotami.
Jadrá oocytu a spermie po oplodnení ihneď nesplynú. Namiesto okamžitého spojenia obvykle zostávajú ich chromozómy niekoľko hodín v nezávislých štruktúrach zvaných pronukleus. Toto obdobie oddelenia môže pomôcť oplodnenému vajíčku vykonať chromozomálne modifikácie, ktoré sú nevyhnutné pre normálny vývoj, uvádza štúdia na myšiach publikovaná 24. apríla 2026 v časopise Nature. Zistenia by mohli poskytnúť vhľad do toho, prečo niektoré postupy oplodnenia in vitro (IVF) zlyhávajú.
Dva pronukley sú normou pre oplodnené vajíčka v prvých hodinách po vzniku zygoty. Ale až 8 % zygôt vytvorených pomocou IVF má iba jeden pronukleus, pretože väčšinou obaly jadier predčasne zaniknú a genetický materiál sa spojí. Kliniky asistovanej reprodukcie tieto zygoty dlho vyhadzovali. Niektoré zariadenia ich teraz pestujú až do štádia embryí pre implantáciu, najmä z dôvodov ovariálnej insuficiencie matky. Zygoty s jedným pronukleom sa môžu vyvinúť v zdravé plody, ale štúdie zistili, že ich šanca na normálny vývoj je nižšia ako u zygôt s dvoma pronukleami.
Vedci použili novú metódu manipulácie s pronukleami v myších vajíčkach. Prístup, ktorý vyvinul spoluautor štúdie Hirohisa Kyogoku, vývojový biológ z Univerzity v Kóbe, zahŕňa injekčnú aplikáciu spermie do blízkosti chromozómov vajíčka, čo vedie k vzniku zygoty s jedným nadmerne veľkým pronukleom. Vedci zistili, že chromozómy v týchto zygotách vykazovali neobvyklý metylačný vzorec: niesli menej metylových skupín, ktorými gaméty modifikujú génovú aktivitu. Pri pestovaní in vitro mali zygoty s jedným alebo dvoma pronukleami rovnakú pravdepodobnosť, že postúpia do štádia dvojbunkového embrya. Ale keď boli embryá odvodené zo zygôt s dvoma pronukleami implantované do materníc myší (in vivo), mali takmer dvakrát vyššiu pravdepodobnosť dokončenia vývoja, čo viedlo k narodeniu mláďat.
Ďalšie experimenty ukázali, že pronukley medzi sebou súťažia o absorpciu zatiaľ neurčeného materiálu z cytoplazmy – z molekulárne bohatej matrix vo vnútri zygoty. Ak zygota obsahuje dva pronukley, kompetícia ich udržuje oba relatívne malé a vedie k normálnemu metylačnému vzorcu. Jediný pronukleus nemá súpera, jeho objem sa zväčší, čo určitým spôsobom narúša distribúciu metylových skupín.
Zistenia nenaznačujú žiadne vylepšenia protokolov IVF, hoci autori tvrdia, že by mohlo byť možné vyvinúť liečebné postupy, ktoré by mohli zygoty s jedným pronukleom urobiť životaschopnejšími.
Zdroje:
- Leslie M. Battle over DNA within fertilized eggs may explain why some IVF procedures fail. Science. 29. 04. 2026 doi: 10.1126/science.z4uqa3w
- Kyogoku H, Tarama M, Matsuwaka M, et al. Cytoplasmic competition between separate parental pronuclei in zygotes. Nature (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026-10417-7