Proč metody asistované reprodukce někdy selžou
Souhrn
V práci, která byla publikována v časopise Nature 24. dubna 2026, autoři s využitím kombinace manipulace s myšími zygotami, kvantitativního zobrazování a teoretických přístupů ukazují cytoplazmou zprostředkovaný mechanismus kompetice mezi oddělenými rodičovskými pronukley. Tato kompetice omezuje objem pronukleů a zabraňuje dysregulaci epigenetických markerů, včetně ztráty trimetylovaných histonů. Jednopronukleární biparentální zygoty tento mechanismus postrádají, což má za následek sníženou rychlost vývoje. Tento nízký vývojový potenciál lze částečně napravit obnovou epigenetických markerů založenou na kompetici nebo léčivech. Další výzkumy v této oblasti se zaměří též na bezpečnost manipulace se zygotami.
Jádra oocytu a spermie po oplodnění ihned nesplynou. Místo okamžitého spojení obvykle zůstávají jejich chromozomy několik hodin v nezávislých strukturách zvaných pronukleus. Toto období oddělení může pomoci oplodněnému vajíčku provést chromozomální modifikace, které jsou nezbytné pro normální vývoj, uvádí studie na myších publikovaná 24. dubna 2026 v časopise Nature. Zjištění by mohla poskytnout vhled do toho, proč některé postupy oplodnění in vitro (IVF) selhávají.
Dva pronukley jsou normou pro oplodněná vajíčka v prvních hodinách po vzniku zygoty. Ale až 8 % zygot vytvořených pomocí IVF má pouze jeden pronukleus, protože většinou obaly jader předčasně zaniknou a genetický materiál se spojí. Kliniky asistované reprodukce tyto zygoty dlouho vyhazovaly. Některá zařízení je nyní pěstují až do stadia embryí pro implantaci, zejména z důvodů ovariální insuficience matky. Zygoty s jedním pronukleem se mohou vyvinout ve zdravé plody, ale studie zjistily, že jejich šance na normální vývoj je nižší než u zygot se dvěma pronukley.
Vědci použili novou metodu manipulace s pronukley v myších vajíčkách. Přístup, který vyvinul spoluautor studie Hirohisa Kyogoku, vývojový biolog z Univerzity v Kóbe, zahrnuje injekční aplikaci spermie do blízkosti chromozomů vajíčka, což vede ke vzniku zygot s jedním nadměrně velkým pronukleem. Vědci zjistili, že chromozomy v těchto zygotách vykazovaly neobvyklý metylační vzorec: nesly méně metylových skupin, kterými gamety modifikují genovou aktivitu. Při pěstování in vitro měly zygoty s jedním nebo dvěma pronukley stejnou pravděpodobnost, že postoupí do stadia dvoubuněčného embrya. Ale když byla embrya odvozená ze zygot se dvěma pronukley implantována do děloh myší (in vivo), měla téměř dvakrát vyšší pravděpodobnost dokončení vývoje, což vedlo k narození mláďat.
Další experimenty ukázaly, že pronukley mezi sebou soutěží o absorpci zatím neurčeného materiálu z cytoplazmy – z molekulárně bohaté matrix uvnitř zygoty. Pokud zygota obsahuje dva pronukley, kompetice je udržuje oba relativně malé a vede k normálnímu metylačnímu vzorci. Jediný pronukleus nemá soupeře, jeho objem se zvětší, což určitým způsobem narušuje distribuci metylových skupin.
Zjištění nenaznačují žádná vylepšení protokolů IVF, ačkoli autoři tvrdí, že by mohlo být možné vyvinout léčebné postupy, které by mohly zygoty s jedním pronukleem učinit životaschopnějšími.
- 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