Zahlavi

Vědci identifikovali geny, díky kterým určí předčasnou menopauzu

05. 08. 2021

Lepší prevence neplodnosti u žen a také určení předčasné menopauzy. Takový je cíl rozsáhlého mezinárodního výzkumu, do něhož se zapojilo 180 vědeckých institucí z celého světa. Genetickou manipulací dokázaly u myší dobu plodnosti významně prodloužit. České zastoupení ve výzkumu mají badatelé z Ústavu živočišné fyziologie a genetiky AV ČR. Výsledky otiskl prestižní časopis Nature.

Když se ve strojku zlomí jedno kolečko, je rozumné celý mechanismus zastavit. Teprve až se závadná součástka opraví nebo vymění, lze stroj zase spustit. Kdybychom soukolí neodstavili a pracovali dál i s poškozeným kolečkem, mohl by se celý systém nenávratně zničit. Pomocí této analogie přibližuje Lucie Knoblochová z Ústavu živočišné fyziologie a genetiky AV ČR důležitou roli hlídacích enzymů CHK1 a CHK2.

Práce publikovaná v prestižním časopise Nature identifikovala 290 genů, které souvisejí s nástupem menopauzy. Po narušení některých z nich dochází k předčasnému stárnutí vajíček, a tedy k brzkému nástupu menopauzy a ukončení plodnosti. Na základě změny některých z těchto necelých tří stovek genů vědci dokážou odhadnout, že by ženy mohly mít kratší reprodukční věk.

Souvislost s cukrovkou
Úkolem zmíněných enzymů CHK1 a CHK2 je odhalit v oplodněném vajíčku problematickou DNA a přivolat na pomoc další enzymy, které jsou schopné ji opravit. „Poškození DNA je vcelku běžný jev a v buňkách existují enzymy, takzvaní hlídači, kteří poškození odhalí, a to se následně opraví,“ říká vědkyně s tím, že pokud by k tomu nedošlo, rizikem by byly vývojové poruchy nebo zánik oplodněných vajíček, tedy embryí. Pokud v embryu chybí například hlídací enzym CHK1, embryo poškození DNA neobjeví a vyvíjí se dál i s chybnou DNA.

Kvůli tomu dochází k zániku embrya, tedy neplodnosti. Zvýšená přítomnost enzymu CHK1 u myší, s nimiž vědci pracovali, v pozdějším věku zlepší vyhlídky pro jejich plodnost.

Léčba neplodnosti
Možnou aplikací výzkumu je úspěšnější asistovaná reprodukce.

Autoři studie měli k dispozici genetickou informaci zhruba od 200 tisíc žen. Současně věděli, kdy u nich nastala menopauza. Mezinárodní tým například zjistil, že snížení aktivity genu CHEK2 vede k oddálení menopauzy u žen o tři a půl roku.

Při výzkumu vědci použili myši s upravenými geny CHEK1 a CHEK2. Ukázalo se, že po jejich manipulaci dochází k pozdějšímu stárnutí vajíček, a tedy k prodloužení plodnosti. Tyto poznatky by šlo aplikovat v centrech asistované reprodukce. Pomocí léčiv by se aktivita těchto genů upravila, aby ženy mohly vyprodukovat zdravá vajíčka. Standardní procedury při asistované reprodukci by se tak rozšířily o nové. Nejprve je však potřeba zjištění pořádně ověřit.

V článku v časopise Nature badatelé popsali, že dřívější nástup menopauzy souvisí s vyšším rizikem onemocnění diabetem 2. typu a také může způsobit horší strukturu kostí a větší riziko zlomenin. Na druhou stranu předčasná menopauza snižuje riziko rakoviny související s hladinou ženských pohlavních hormonů, tedy například vaječníků nebo prsu.

„Můj školitel docent Petr Šolc přišel s myšlenkou studovat funkci jednoho z výše uvedených genů již před několika lety. V laboratoři jsme zkoumali, jak po jeho poškození dochází u myší k neplodnosti. Dlouhodobě komunikujeme s kolegy ze zahraničí, kteří také studují geny související s neplodností, a zjistili jsme, že naše práce se dohromady skvěle doplňuje,“ popisuje Lucie Knoblochová.

Kouření je rizikový faktor
Nechcete-li ohrozit plodnost, vyhněte se kouření.

Badatelům v Liběchově pomáhá nově získaná špičková mikroskopická technologie SPIM, tedy single plane illumination microscopy. Odborníci ji upravili, aby bylo možné pozorovat vývoj savčích vajíček a embryí s větší přesností a po delší dobu.

Výzkum vedli vědci z Velké Británie, Španělska a Dánska. „Do této práce jsme přispěli právě studiem role CHK1, jak po jeho vyřazení dochází k neplodnosti u myšího modelu. Věříme, že naše poznatky v budoucnu půjde přenést i do praxe v centrech pro lidskou reprodukci,“ dodává Dávid Drutovič, vedoucí laboratoře integrity DNA v Ústavu živočišné fyziologie a genetiky AV ČR.

Zlepšit životní styl
Neplodnost se ve společnosti stává čím dál větším problémem. Ženy se rodí se zásobou vajíček, z nichž některé během dospělosti postupně zrají a pomocí ovulace se vylučují. U ostatních vajíček dochází během života ženy přirozeně k jejich zániku. Počet vajíček je ovšem omezený a vyčerpání této zásoby se říká menopauza. Při ní dojde k zastavení menstruace a žena už neprodukuje žádná vajíčka. „Přirozená plodnost ustává u většiny žen zhruba deset let před tímto obdobím. Žena je sice schopná ještě ovulovat vajíčka, ale ta postupně ztrácejí schopnost vývoje,“ doplňuje Lucie Knoblochová. Zatímco za posledních 150 let došlo k zdvojnásobení délky života lidí, doba nástupu menopauzy u žen zůstává stále stejná, okolo 50 let.

Potíže s plodností má v dnešní době 15 až 20 procent párů v reprodukčním věku. Z větší části je problém na straně mužů. Zhoršil se životní styl mnoha lidí i okolní prostředí. Mezi rizikové faktory patří nadváha, užívání drog včetně tabáku či alkoholu, u žen neléčené gynekologické potíže. „Myslím, že je třeba víc dělat pro zlepšování životního prostředí a životního stylu, spíše než neustále vymýšlet nové metody asistované reprodukce,“ upozornila před časem Jana Pěknicová, bývalá ředitelka Biotechnologického ústavu AV ČR. Rozhovor si můžete přečíst v časopise A / Věda a výzkum.     

Text: Jan Klika, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR, ve spolupráci s Ústavem živočišné fyziologie a genetiky AV ČR
Foto: Shutterstock

Licence Creative Commons Text je uvolněn pod svobodnou licencí Creative Commons.

Přečtěte si také

Biologie a lékařské vědy

Vědecká pracoviště

Cílem výzkumu je poznávání procesů v živých organismech, a to na úrovni molekul, buněk i organismů. Biofyzikální výzkum se zabývá studiem vztahu DNA – protein a vlivu faktorů životního prostředí na organismy. V oblasti molekulární genetiky a buněčné biologie jsou studovány zejména signální cesty pro spouštění reakcí a odezvy cílových genů na tyto signály; zvláštní pozornost je věnována studiu buněčných mechanismů imunitních odpovědí. Sledovány jsou rovněž genomy mikroorganismů a procesy směřující k moderním technologiím přípravy látek s definovanými biologickými účinky. V oblasti fyziologie a patofyziologie savců a člověka je výzkum zaměřen na kardiovaskulární fyziologii, neurovědy, fyziologii reprodukce a embryologii s cílem vytvořit teoretické základy preventivní medicíny. V oblasti experimentální botaniky se výzkum věnuje genetice, fyziologii a patofyziologii rostlin a moderní rostlinné biotechnologii. Sekce zahrnuje 8 vědeckých ústavů s přibližně 1930 zaměstnanci, z nichž je asi 690 vědeckých pracovníků s vysokoškolským vzděláním.

Všechny výzkumné sekce

-->