Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Nobelista, s kterým se druzí nechtěli bavit

 |  13. 1. 2011
 |  Vesmír 90, 51, 2011/1

Nobelovu cenu za fyziologii a medicínu za rok 2010 získal pětaosmdesátiletý britský biolog Robert G. Edwards za vývoj techniky oplození lidských vajíček v podmínkách in vitro. Tato technika se dnes v mnoha zemích světa běžně používá k léčbě neplodnosti a spolu s dalšími postupy tzv. asistované reprodukce stála u zrodu více než čtyř milionů dětí, které by jinak nepřišly na tento svět. Jen málokdo pochybuje o tom, že si Edwards nejvyšší vědecké ocenění zasloužil. Bohužel se Nobelovy ceny nedožil Edwardsův nerozlučný „parťák“, britský lékař Patrick Steptoe, který zemřel v roce 1988.

Na počátku byl králík

Počátky oplození in vitro1) sahají do první poloviny 20. století, kdy Gregory Pincus (pozdější spoluobjevitel hormonální antikoncepce) kultivoval v laboratorních podmínkách vajíčko králíka. Tento časný úspěch poznamenal nadlouho vývoj celé vědní disciplíny. Pincus zjistil, že králičí vajíčko je připraveno k oplození po 12 hodinách zrání, a jeho následovníci mylně předpokládali, že zrání lidského vajíčka vyžaduje stejně dlouhou dobu. Edwards k této nesprávné představě nechtěně přispěl v padesátých letech, když prokázal, že i myší vajíčko dozrává po 12 hodinách. Sám Edwards ale v polovině šedesátých let mylný předpoklad korigoval a při pokusech s vajíčky získanými z vaječníků, které lékaři odebrali pacientkám při gynekologických operacích, jasně demonstroval, že zrání lidského vajíčka trvá kolem 37 hodin. Rázem také bylo jasné, co odsoudilo všechny dosavadní pokusy o oplození lidských vajíček k nezdaru. Tato vajíčka, jimž vědci dopřáli na zrání pouhých 12 hodin, byla nucena k oplození předčasně, v nezralém stavu.

Poprvé se podařilo oplodnit lidské vajíčko dozrálé v laboratorních podmínkách v roce 1969 Edwardsovi ve spolupráci s Barrym Bavisterem. Následný vývoj embryí však byl velmi špatný a nedával nejmenší naději na narození dítěte. Edwards přesto neházel flintu do žita. Byl přesvědčený, že vajíčka dostala během zrání v laboratoři tak „zabrat“, že toho už po oplození moc nezvládla.

„Kdyby vajíčko dozrálo v těle matky a pobyt v laboratoři začalo až při samotném oplození, pak by možná jeho šance na zdárný vývoj v embryo stouply,“ říkal si Edwards.

Edwards věděl, že může matkám podat hormony, které donutí k dozrání hned několik  vajíček. Také věděl, jak dlouho by měl po podání hormonů čekat, aby vajíčka dosáhla správného stupně zrání. Jeho ambiciózní plán vázl na tom, že neměl k dispozici dostatečně šetrnou metodu, kterou by odebral pacientkám dozrálá vajíčka.

Steptoe a „operace klíčovou dírkou“

Východisko ze slepé uličky přihrála Edwardsovi šťastná náhoda v podobě článku chirurga Patricka Steptoea ze severoanglického Oldhamu. Ten patřil k průkopníkům laparoskopických operací, které se dnes někdy označují jako „operace klíčovou dírkou“. Steptoe se chtěl při operacích v břišní dutině vyhnout klasickým postupům, při nichž chirurg rozřízne břišní stěnu, provede na orgánech v břišní dutině potřebný zákrok a ránu zase zašije. Místo toho používal tenké trubice, které zavedl do břišní dutiny jen malými otvory v břišní stěně. Těmito trubicemi pak vsunul do nitra pacientova těla zdroj světla s „kukátkem“ a také speciální nástroje potřebné pro operaci. Steptoe provedl zákrok uvnitř uzavřené břišní dutiny, pak trubice s nástroji vytáhl a drobné ranky zašil. Místo jizvy „přes celé břicho“ měli Steptoeovi pacienti po operaci jen pár stehů.

Edwardse zajímalo, jestli by Steptoe dokázal laparoskopicky získat vajíčka od matek ošetřených dávkami hormonů. Steptoe v tom neviděl nepřekonatelný problém, a tak se dal tenhle skvěle se doplňující tandem dohromady. Jenže výsledkem bylo opět fiasko. Steptoe dokázal odebrat pacientkám zralá vajíčka, Edwards je v laboratoři oplodnil a Steptoe vpravil vzniklá embrya zpět do dělohy jejich biologických matek. Žádná z žen však neotěhotněla. Něco bylo špatně. Ale co?

Louise Brownová – první dítě ze zkumavky

Na tuhle otázku pomohl nalézt Edwardsovi a Steptoeovi odpověď londýnský endokrinolog Ken Bagshawe. Ten změřil všem pacientkám jen pár týdnů po přenosu embryí koncentrace hormonu označovaného jako choriový gonadotropin. Hormon se začne produkovat ve větší míře, jen když se embryo uchytí v matčině děloze. Edwardse a Steptoea výsledky Bagshaweových analýz šokovaly. Mnohé z jejich pacientek otěhotněly. Jasně to dokazoval nárůst koncentrací choriového gonadotropinu. Jenže těhotenství rychle skončilo. Příčina byla zřejmá. Hormony, které odvedly skvělou práci při zrání vajíček v těle pacientek, ukázaly svou odvrácenou tvář v okamžiku, kdy se zárodek potřeboval spojit s dělohou a vytvořit placentu. Děloha poznamenaná hormonální lázní nedokázala embryo natrvalo přijmout.

Edwards musel znovu měnit celou strategii. Tentokrát se vzdal hormonální kúry a spolehl se na jediné vajíčko, které dozrávalo ve vaječníku pacientky „samo od sebe“ každý pohlavní cyklus. Na základě analýzy hormonů v moči pacientek určil Edwards moment, kdy začalo toto vajíčko zrát, a podle toho načasoval odběr dozrálého vajíčka laparoskopickou technikou. Vajíčko oplodnil otcovými spermiemi v laboratoři a vyvíjející se embryo rozdělené na osm buněk putovalo zpět do dělohy matky. Konečně se dostavil kýžený úspěch! Krátce před půlnocí 25. července 1978 se z embrya vzniklého oplozením in vitro narodila Louise Brownová – první dítě ze zkumavky.2)

Divná atmosféra

Edwards se zdaleka nepotýkal jen s technickými problémy. Sám později vzpomínal, že v Cambridgi, kde pracoval a kde dosáhl průlomového úspěchu, míval nejvýše tři nebo čtyři zastánce. Věhlasný odborník na asistovanou reprodukci3) Martin Johnson, který dnes působí na University of Cambridge a patřil k prvním Edwardsovým studentům, vzpomíná, že v Cambridgi vládla tehdy „divná atmosféra“. Ani cambridgeští laureáti Nobelovy ceny Max Perutz a James Watson se netajili názorem, že je „nezodpovědné pohrávat si s počátky lidského života“.

„Divná atmosféra“ vládla i mimo zdi staroslavné Cambridge. To se jasně ukázalo v roce 1971. Edwards a Steptoe požádali u státního Medical Research Council (MRC) o grant, z něhož chtěli financovat výzkum oplození u člověka. Jejich projekt byl zamítnut. Důvodů byla řada. Podmínky na klinice v Cambridgi se zdály posuzovatelům grantu nedostačující. Edwards patřil už tenkrát mezi „mediální hvězdy“ a to mu mnozí nedokázali odpustit. Stejně tak nehrál v jeho prospěch fakt, že byl „pouhý biolog“, a nikoli lékař. Posuzovatelé grantu také nepovažovali neplodnost za významný problém. Mnohem více jim ležela na srdci populační exploze a regulace porodnosti. Kdyby chtěl Edwards po MRC peníze na vývoj nových antikoncepčních prostředků, byla by jeho šance na úspěch neskonale vyšší.

Výhrady proti výzkumu oplození u člověka se týkaly i zdravotních rizik. Recenzenti se netajili obavami, že se budou děti ze zkumavky rodit s tělesným či mentálním postižením. MRC proto Edwardsovi a Steptoeovi doporučil, aby bezpečnost techniky oplození in vitro nejdříve ověřili na opicích.4)

Překotný úprk do praxe

Edwards rozhodně nesouhlasil s argumentem, že léčba neplodnosti není důležitá. Také podmínky v Cambridge považoval za dostatečné. Jestli uznával nějaký argument ze zamítavého verdiktu MRC, pak to byl ten, že výsledky pokusů na opicích by vývoj oplození
in vitro u člověka určitě usnadnily. Po bitvě je každý frajtr generálem, a tak s odstupem času hodnotí mnozí odborníci i tento požadavek MRC za scestný. Podle nich by se celý vývoj techniky oplození in vitro u člověka výzkumem na opicích jen zbytečně zdržel a prodražil.

Edwards rozhodně nehodlal být tím, kdo „díru“ ve vědomostech o opičím oplození in vitro zacelí. Sehnal si soukromý zdroj financování a pustil se rovnou do výzkumu lidského oplození. Jeho úspěch tak navodil paradoxní situaci. V době, kdy na porodním sále zaplakala Louise Brownová, sice byli na světě myši a králíci z oplození ve zkumavce, ale na prvního makaka „ze zkumavky“ si vědci museli počkat ještě pět let.5)

V jiných odvětvích medicíny, například ve vývoji vakcín, jsou testy na opicích prakticky neodmyslitelnou etapou vývoje. Asistovaná reprodukce postupovala mílovými kroky. Výzkum na opicích však za každodenní praxí na klinikách zabývajících se léčbou lidské neplodnosti pokulhával. Jasně to dokumentovala situace, jaká zavládla poté, co byla počátkem devadesátých let vyvinuta technika injekce spermií do vajíčka (tzv. intracytoplazmatická injekce spermií čili ICSI). Ta umožnila otcům, jejichž spermie nejsou s to samy proniknout do nitra vajíčka a oplodnit je, početí dítěte. Oplození ve zkumavce vyvinuté Edwardsem a Steptoem v tomto případě nepomáhá. Embryologové proto nasáli defektní spermii do tenké kapiláry a vpíchli ji do nitra matčina vajíčka. Dosáhli tak oplození a vyvíjející se zárodek následně přenesli do dělohy matky. I v tomto případě předběhla medicínská praxe teoretický výzkum. První publikace o úspěšné ICSI u lidí vyšla v roce 1993.6) První publikace o narození makaka vzniklého pomocí ICSI byla publikována až v roce 1999,7) kdy se už ICSI běžně používala pro léčbu těžkých případů mužské neplodnosti.

Oplození in vitro a třetí svět

MRC se ve svém zamítavém postoji hluboce mýlil, když označil populační explozi za podstatně důležitější problém, než jaký představuje neplodnost. V zemích třetího světa, jež čelí populační explozi, je neplodnost významně častější než mezi obyvateli ekonomicky rozvinutého západního světa. Jestliže v něm se odhaduje podíl lidí, kteří nemohou mít dítě bez léčby, zhruba na 17 %, pak v zemích třetího světa je výskyt poruch plodnosti nejméně dvojnásobný. Na světě trpí neplodností asi 80 milionů lidí. Většina z nich žije v třetím světě, kde nemají k léčbě neplodnosti přístup a kde má neplodnost mnohem závažnější důsledky než v západním světě.

Vztah společnosti k neplodným ženám v subsaharské Africe vystihuje hojně rozšířené rčení, že neplodná žena nemá cenu toulavého psa. Ženy jsou z neplodnosti obviňovány i v případech, kdy trpí neplodností jejich manžel. Mužská neplodnost je v Africe zhusta vyvolána následky pohlavně přenosných chorob. Muži se většinou k poruše plodnosti nepřiznají, protože by tím utrpěla jejich společenská prestiž. Není žádnou výjimkou, když neplodný muž nutí manželku k pohlavnímu styku s jinými mužskými rodinnými příslušníky v naději, že žena otěhotní a „čest pána domu“ bude zachráněna. Pokud žena neotěhotní, hrozí jí, že bude bez jakýchkoli prostředků z rodiny manžela vypuzena. Některé ženy se proto snaží otěhotnět v mimomanželském pohlavním styku, což s sebou nese v podmínkách subsaharské Afriky enormní riziko nákazy virem HIV.

Neplodnost žen bývá důsledkem pohlavních chorob, poporodních infekcí nebo nevhodně provedených interrupcí. Vzniku mnoha těchto problémů by zabránila prevence a kvalitní lékařská péče. U postižených žen však už může často pomoci jen asistovaná reprodukce. Ta je v rozvojových zemích z čistě ekonomických důvodů dosažitelná jen pro malou část těch, kdo ji skutečně potřebují. V současnosti se proto věnuje obrovská pozornost vývoji jednoduchých a laciných, ale přitom bezpečných a účinných technik asistované reprodukce, které by bylo možné využít v zemích třetího světa k řešení neplodnosti a zároveň i k rozseknutí gordického uzlu sociálních problémů, jež s neplodností souvisejí.8)

„Osmimáma“ a další etické otazníky

Techniky asistované reprodukce včetně oplození in vitro a intracytoplazmatické injekce se již staly nedílnou součástí moderní medicíny. Je zřejmé, že drtivá většina dětí počatých pomocí asistované reprodukce je ve všech ohledech normální. Mírně zvýšen je výskyt některých genetických defektů9) a velkým problémem jsou vícečetná těhotenství, kdy se po přenosu většího počtu embryí vyvíjejí v těle matky dvojčata nebo trojčata. Lékaři se  snaží vystačit s přenosem jediného embrya,aby riziku vícečetných těhotenství zabránili. U některých pacientek je však vyhlídka na otěhotnění reálná jen po přenosu většího počtu zárodků.

Každý další plod zvyšuje zdravotní rizika jak pro matku, tak pro děti, které často přicházejí na svět předčasně a čelí problémům, jež jsou obvyklé u nedonošených novorozenců. Extrémní případ byl zaznamenán v USA, kde třicetiletá Nadya Sulemanová porodila 26. ledna 2009 osmerčata po přenosu dvanácti embryí vzniklých oplozením in vitro. Doma už měla šest dětí, jež byly počaty „ve zkumavce“. „Osmimáma“ se stala přes noc hvězdou bulvárních sdělovacích prostředků. Zároveň však byla vystavena i nevybíravým útokům a skandalizaci.

Fakt, že asistovaná reprodukce dovolila početí biologicky vlastních dětí milionům lidí, kteří by jinak zůstali bezdětní, je neoddiskutovatelným přínosem. Ani po udělení Nobelovy ceny Robertu Edwardsovi však nebudou oplození in vitro a asistovaná reprodukce přijímány bez výhrad kladně. Radikálně se ve vztahu k těmto technikám liší například věřící různých náboženství. Zamítavé stanovisko k nim zaujímá katolická církev a i některé konzervativní protestantské církve. Oddělení pohlavního aktu a početí je pro ně nepřijatelné. Výhrady mají také k manipulacím s lidskými embryi a k mnoha dalším aspektům asistované reprodukce. Naopak muslimové asistovanou reprodukci neodmítají za předpokladu, že je využita k tomu, aby manželé zplodili dítě.10)

Sporné momenty

Většina veřejnosti asistovanou reprodukci a oplození in vitro akceptuje, což však neznamená, že souhlasí se všemi jejími formami a aspekty. Předmětem diskuse je například těhotenství žen po menopauze. Ty sice nemají vlastní vajíčka, ale mohou otěhotnět po přenosu embrya vzniklého oplozením cizího vajíčka, jež matce-seniorce věnovala jiná žena v reprodukčním věku. Seniorka je schopna po přenosu embrya do dělohy dítě donosit a porodit. Vysoký věk, v některých případech dokonce přes 70 let, nedává záruku, že se matka bude moci starat o děti po dostatečně dlouhou dobu. Některé země včetně České republiky řeší tuto situaci zákazem přenosu embrya ženám po menopauze. Podobná opatření však otevírají otázku, zda by měl být přístup k asistované reprodukci nějak omezen i dalším lidem, u kterých je snížena schopnost plnění základních rodičovských povinností, např. u lidí závislých na drogách nebo u alkoholiků.

Darování vajíček, ale i spermií nebo embryí navozuje velmi komplikované rodinné vztahy. Představme si neplodný pár, kde si matka nechá přenést do dělohy embryo vzniklé z pohlavních buněk cizího páru. Dítě se narodí do rodiny, kde muž a žena vystupují jako jeho rodiče z právního hlediska, vedle toho má však i biologické rodiče. V některých zemích je dárcovství zcela anonymní a dítěti je tak odepřena možnost své biologické rodiče poznat. V jiných zemích má dítě po dosažení plnoletosti právo zjistit totožnost biologických rodičů. O tom, že dárcům vyhovuje anonymita a o dítě nemají nijak zvláštní zájem, svědčí výmluvně fakt, že tam, kde bylo zavedeno neanonymní dárcovství vajíček, spermií nebo embryí, výrazně poklesl počet dárců.

Ještě kontroverznější je využití „náhradních matek“. Ženy, které samy nemohou donosit dítě, mohou v některých zemích uzavřít smlouvu s dobrovolnicí, která si většinou za honorář nechá implantovat embryo a následně donosí dítě, které po porodu předá jeho „rodičům“. Výjimkou však nejsou případy, kdy si „náhradní matka“ vytvořila během těhotenství a porodu k dítěti tak silný vztah, že se ho nedokázala vzdát a snažila se „odstoupit od smlouvy“. Ze soudního sporu o dítě donošené „náhradní matkou“ snad ani nemůže někdo vyjít jako vítěz. Psychické trauma si z něj odnesou všichni aktéři a dodatečně může mít z této situace notně zamotanou hlavu i samo dítě.

Mrazení a otcovství „přes mříže“

Komplikované situace nastávají i při rozhodování o osudu zamražených embryí.11) Názory obou biologických rodičů se mohou radikálně lišit, zvláště když mezi nimi vychladla náklonnost z doby, kdy si embrya pořizovali. Jeden chce rozmražená embrya přenést a druhý to odmítá třeba proto, aby nemusel na narozené dítě platit výživné.

Možnost mrazení spermatu využili například na doživotí odsouzení američtí mafiáni k tomu, aby počali děti „přes mříže“. Dozorci jim za úplatu propašovali do cely vše, co je třeba k zamrazení spermatu, a zamrazené spermie uskladněné v termosce s tekutým dusíkem předali manželkám odsouzenců. Když celá akce „praskla“, vedli právníci dlouhou soudní bitvu o to, zda je odepření možnosti zplodit dítě zmrazenými spermiemi součástí trestu nebo ne.

Spermie schopné oplození lze odebrat i určitou dobu po smrti muže, což zase otevírá otázky, kdo má na tyto spermie právo, k čemu je smí a nesmí využít atd. Vojáci si často před nástupem na bojové mise nechávají zmrazit spermie pro případ, že by v důsledku zranění už nebyli s to zplodit dítě. Mrazení vajíček je podstatně složitější, méně spolehlivé a v neposlední řadě dražší. A tak stála americká armáda před otázkou, zda nejsou ženy v armádě v tomto ohledu hendikepovány nebo dokonce diskriminovány.

Česká škola reprodukční biologie má dlouhou tradici a v mezinárodní konkurenci se rozhodně neztratí. Úspěchy si připsala i v oboru oplození in vitro. Vyjmenovat všechny významné české reprodukční a vývojové biology na tomto místě rozhodně nelze. A tak snad jen jedno jméno za všechny. Ing. Antonín Pavlok, DrSc., z Ústavu živočišné fyziologie a genetiky Akademie věd v Liběchově publikoval12) v roce 1967 v prestižním časopise Science práci o oplození in vitro u myší, která byla ve své době naprosto přelomová a posunula poznání o velký kus vpřed. Následně se mu podařila celá řada dalších významných objevů souvisejících s oplozením in vitro u zvířecích druhů.

Poznámky

1) Latinské in vitro znamená doslova „ve skle“. Českým ekvivalentem je termín „ve zkumavce“. V počátcích laboratorních kultivací se skutečně používalo skleněných nádob včetně zkumavek. Dnes je nahradily misky ze speciálních plastů. Oplození in vitro neboli oplození ve zkumavce se tedy neodehrává ani ve skle, ani ve zkumavkách.

2) Steptoe P. C., Edwards R. G., Lancet 2, 366, 1978.

3) Asistovaná reprodukce je odvětví medicíny, které se zabývá léčbou neplodnosti metodami, při kterých lékař přímo zasahuje do reprodukčních procesů pacientů. Patří sem jako „klasika“ metoda oplození in vitro, tak jak ji vyvinuli Edwards a Steptoe, a spolu s ní i další techniky.

4) Velmi podrobně rozebírá osud Edwardsovy žádosti o grant u Medical Research Council Martin Johnson v publikaci Johnson M. H. et al., Human Reproduction 25, 2157–2174, 2010.

5) Bavister B. D. et al.: Proceedings of the National Academy of Sciences USA 81, 2218–2222, 1984.

6) Palermo G. et al., Fertility and Sterility 59, 826–835, 1993.

7) Hewitson L. et al., Nature Medicine 5, 431–433, 1999.

8) Viz např. Ombelet W., Reproductive BioMedicine Online 15, 257–265, 2007.

9) Amor D. J. et al., Human Reproduction 23, 2826–2834, 2008.

10) Viz např. Schenker J. G., Reproductive BioMedicine Online 10, 310–319, 2005.

11) Embrya jsou zamrazena speciálním postupem, který nepoškodí jejich buňky. Po rozmrazení jsou zárodky životaschopné a mohou být přeneseny matce. Embrya mohou být skladována v tekutém dusíku při teplotě –196 °C po desetiletí. Často se mrazení embryí nebo pohlavních buněk používá u pacientů, kteří se musí podrobit léčbě nádorového onemocnění chemoterapií nebo ozařováním. Po takové léčbě má pacient obvykle nevratně poškozené pohlavní žlázy a nemá už pohlavní buňky.

12) Pavlok A., Science 157, 1457–1458, 1967.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Etika

O autorovi

Jaroslav Petr

Prof. Ing. Jaroslav Petr, DrSc., (*1958) vystudoval Vysokou školu zemědělskou v Praze. Ve Výzkumném ústavu živočišné výroby v Uhříněvsi se zabývá regulací zrání savčích oocytů a přednáší na České zemědělské univerzitě v Praze. Je členem redakční rady Vesmíru.
Petr Jaroslav

Doporučujeme

Tajemná „Boží země“ Punt

Tajemná „Boží země“ Punt uzamčeno

Břetislav Vachala  |  4. 12. 2017
Mnoho vzácného zboží starověkého Egypta pocházelo z tajemného Puntu, kam Egypťané pořádali časté obchodní výpravy. Odkud jejich expedice...
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...
Hranice svobody

Hranice svobody uzamčeno

Stefan Segi  |  4. 12. 2017
Podle listiny základních práv a svobod, která je integrovaná i v Ústavě ČR, jsou „svoboda projevu a právo na informace zaručeny“ a „cenzura je...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné