Klīnika Piramīda - Spermatozoīdu loma apaugļošanā un mākslīgā apaugļošana | Ginekologi Rīgā | Grūtniecība | Analīzes | Veselības pārbaude

Spermatozoīdu loma apaugļošanā un mākslīgā apaugļošana

Dr. med. Juris Ērenpreiss, andrologs

Tā kā spermatozoīdiem tālu un ātri jāpeld (oocīts tiek sasniegts 1 stundas laikā), spermatozoīdi ilgu laiku tika uzskatīti esam par tādām kā autosacīkšu mašīnām ar “pieguļošām” formām un atbrīvoti no jebkādām liekām detaļām. Būtībā tā arī ir spermatozoīdu DNS ir cieši sapakota tā galviņā, un nesatur praktiski citoplazmu, kas piepildu vairumu citu šūnu. Pēc galviņas seko kakliņš, kas sastāv no vairāk par 50 enerģijas vienībām, sauktām par mitohondrijiem, kas nodrošina pie kakliņa piestiprinātās astes kustību un spermatozoīdu veiksmīgu “skrējienu”. Ņemot vērā citoplazmas trūkumu un jebkādu nosakāmu proteīnu sintēzes (tātad, kā tika domāts, arī RNS) trūkumu nobriedušos spermatozoīdos, tika uzskatīts, ka spermatozoīdu vienīgā loma ir paternālā genoma piegāde oocītam, savukārt visus embriju attīstības nosakošos proteīnus un RNS piegādā oocīts.

Taāu nesen pētījumi norādīja uz šo pieņēmumu kļūdainību: defekti spermatozoīdos var izsaukt embrioģenēzes apstāšanos, pat ja spermatozoīdu piegādātie gēni ir perfekti normāli (1). Viens no parastajiem kļūdainajiem uzskatiem ir ka oocītā iekļūst tikai spermatozoīda galviņa. Lielākai daļai zīdītāju oocītā iekļūst spermatozoīds pilnībā ar kakliņu un astīti, līdz ar to liels daudzums proteīnu un citu molekulu. Līdz 2002. gadam mēs (cilvēki) domājām esam izņēmums (tas ir, oocītā iekšā nonāk tikai spermatozoīda galviņā esošais ģenētiskais materiāls), kad tika atklāts, ka spermatozoīdi bez DNS ienes oocītā arī molekulas, kas nodrošina apaugļošanas aktivāciju (ar Ca2+ jonu viļņveidīgas aktivācijas izsaukšanu) (2). Un vēl lielāks bija izbrīns, kad 2002. gadā tika aprakstīts 3000 dažādas messengerRNS (mRNS) spermatozoīdos, no kurām dažas kodēja proteīnus, kas nepieciešami agrīnai embrioģenēzei, citas nebija līdz šim zināmas, un tām nebija analogu oocītā. Å ie novērojumi norādīja, ka spermatozoīdi arī varētu piegādāt RNS, kas palīdz regulēt agrīnu embrioģenēzi. Daudzi biologi bija skeptiski, norādot, ka šīs RNS varētu būt tikai nefunkcionālas spermatoģenēzes paliekas, taāu vēlākie pētījumi pierādīja, ka spermatozoīdi ienes oocītā specifisku RNS kopumu, tajā skaitā mikro-RNS, kas nekodē proteīnus, bet kontrolē gēnu aktivitāti (3, 4).

Vēl arvien nav īsti skaidrs, ko šīs spermatozoīdu RNS dara. Gan klonēšanas panākumi, gan, piemēram, peles radīšana, izmantojot divu oocītus kodolus, norāda, ka tās, iespējams, nav absolūti nepieciešamas embrioģenēzei. Taāu uzreiz jāpiebilst, ka minētie procesi bieži ir neefektīvi, un noved pie iedzimtiem defektiem vai patoloģiskas gēnu aktivitātes, kas tomēr norāda uz paternālo RNS nozīmību. Viena iespēja varētu būt, ka mRNS pasargā tos paternālos gēnus, kas nepieciešami drīz pēc apaugļošanas, no inaktivācijas spermatoģenēzes (protaminizācijas) rezultātā. Otra iespēja , ka tās varētu piedalīties imprintinga kontrolē: gēnu aktivācijā atkarībā no tā, vai tie ir paternāli, vai maternāli. Jebkurā gadījumā viedoklis, ka spermatozoīdu RNS nav svarīgi embrioģenēzē, kļūst par mazākuma viedokli.

Å iem atklājumiem ir sekojoša nozīme reproduktīvajā medicīnā: pirmkārt, salīdzinot spermatozoīdu RNS profilus auglīgiem un neauglīgiem vīriešiem, varētu tikt atklāti līdz šim neizskaidrojamu iemeslu neauglības gadījumi. Auglīgu vīriešu spermatozoīdu RNS profils pie tam ir jau šogad aprakstīts (4). Otrkārt, šie atklājumi izraisa šaubas par mākslīgās apaugļošanas metodes, kas tiek saukta par ICSI (IntraCitoplazmātiskā Spermatozoīda Injekcija), drošību. ICSI tiek pielietota gadījumos, kad spermatozoīdi nav spējīgi apaugļot oocītus paši, ievadot šos spermatozoīdus oocītā iekšā (injicējot). Å īs procedūras parasti tiek pielietotas smagu spermas patoloģiju gadījumos, izmantojot defektīvus vai nenobriedušus spermatozoīdus (vai pat spermatīdas), kam var nebūt normāls šis RNS komplekts.

Klasiskā mākslīgā apaugļošana jeb IVF (In Vitro Fertilization) tika radīta pirms 30 gadiem sieviešu neauglības jeb tā saucamā “olvadu faktora” pārvarēšanai. Kad olvadi ir nefunkcionāli, oocīti tiek mākslīgi apaugļoti un ievadīti atpakaļ dzemdes dobumā. Taāu vīriešu reproduktīvās sistēmas patoloģija ir par iemeslu neauglībai apmēram pusē gadījumu, un lielā daļā šo gadījumu spermatozoīdi nespēj apaugļot oocītu arī in vitro. “Revolūcija” reproduktīvajā medicīnā, kā daudzi saka, notika pirms 15 gadiem, kad tika ieviesta ICSI procedūra. Tā atļāva kļūt par tēviem vīriešiem, kam līdz tam par tādiem kļūt nebija nekādu izredžu: kam ejakulātā bija tikai daži spermatozoīdi, vai pat to nebija vispār (taāu ja tie tika atrasti, piemēram, sēkliniekos to biopsijas laikā). Skaidrs, ka šādi spermatozoīdi (no sēklinieku biposijas materiāla) ir absolūti nekustīgi, taāu kustīgumam ICSI procedūrā nav nekādas nozīmes. Tāpat kā spermatozoīdu DNS struktūras integritātei IVF un īpaši ICSI procedūrās izrādījās maza nozīme: ir zināms , ja ejakulātā ir vairāk par 30-40% spermatozoīdu ar bojātu DNS integritāti, grūtniecība neiestājas ne dabīgā ceļā, ne pat ar intrauterīnās spermas inseminācijas palīdzību, taāu tas nebūt nav šķērslis IVSF un ICSI (5, 6). Jau no paša sākuma ICSI bija daudz pretinieku, kas norādīja uz iespējamo risku attiecībā uz šādā ceļā dzimušo bērnu veselību, norādot uz nepietiekamiem dzīvnieku eksperimentiem pirms ICSI ieviešanas, ņemot vērā, ka šīm procedūrām bieži tiek izmantots “defektīvs” materiāls (kas var būt arī ģenētiski defektīvs). Taāu ICSI atbalstītāji cerēja, ka daba neļaus šādiem defektiem tikt pārnestiem uz pēcnācējiem, regulējot tos ar embrioģenēzes apstāšanos dažādos līmeņos (implantācijas nenotikšanu, spontāniem abortiem u.c., un daļēji tas tā varētu arī būt, jo IVF/ICSI ir rezultatīvi tikai ap 35% gadījumu), kā rezultātā mākslīgā apaugļošana tika plaši ieviesta, un šobrīd ar mākslīgās apaugļošanas palīdzību dažās valstīs dzimst pat līdz 5% no visiem bērniem. Neapšaubāmi ICSI ieviešana nobremzēja vīriešu reproduktīvās sistēmas patoloģiju iemeslu izpēti, jo jūtami cieta stimuls meklēt līdz pat šim laikam nezināmus cēloņus daudzos vīriešu neauglībos gadījumos, un mēģināt to novērst (ārstēt) , jo, ja ir pieejama ICSI, galvenais, lai spermā būtu kaut vai daži spermatozoīdi.

15 gadi (kopš ICSI ieviešanas) ir pietiekams laiks, lai mēģinātu izdarīt pirmos secinājumus par šo procedūru, nerunājot par IVF, kuras “mūžs” ir divas reizes garāks. Pirmie pētījumi par IVF bija nomierinoši , šiem bērniem nekonstatēja kādas patoloģijas biežāk nekā dabīgā ceļā dzimušajiem. Arī pirmais lielais beļģu pētījums par gandrīz 900 ICSI bērniem uzrādīja izteiktas iedzimtas patoloģijas (iedzimtas patoloģijas šajā un turpmāk minētajos pētījumos iedalīja izteiktās [major malformations] tādās, kas izsauc funkciju traucējumus vai pieprasa ķirurģisku korekciju, un neizteiktās [minor malformations] , visas pārējās) tikai 3% robežās, kas atbilst to sastopamībai vispārējā populācijā (7). Tiesa, Austrālijas zinātnieki apstrīdēja beļģu pētnieku iedzimto patoloģiju klasifikācijas pareizību, un pēc viņu datu pārbaudes konstatēja, ka ar ICSI palīdzību dzimušiem bērniem izteiktas iedzimtas patoloģijas sastopamas 7,4% gadījumu, kas ir ievērojami vairāk par 3% – tik izplatītas šīs patoloģijas bija arī vairāk kā 100 000 dabīgā ceļā dzimušu bērnu 1991-1994. g. Austrālijā (8). Nākošais nelielais angļu zinātnieku pētījums (tas iekļāva tikai 123 ICSI bērnus) viesa atkal nelielu optimismu (9), taāu turpmākie lielie pētījumi bažas apstiprināja. Tā pati Austrālijas zinātnieku grupa salīdzināja izteiktu iedzimtu patoloģiju biežumu 4000 dabīgā ceļā dzimušiem bērniem (1993-1997. g.), 837 IVF un 301 ICSI bērnam, un konstatēja 9% izplatību IVF un ICSI bērniem, salīdzinot ar 4% “dabīgo” bērnu (10). Å ajā gadā sākotnēji optimistiskā beļģu pētnieku grupa publicēja pētījumu, kas ietver datus par mākslīgās apaugļošanas bērniem 5 gadu vecumā no 5 Eiropas valstīm (437 IVF un 540 ICSI bērni, salīdzināti ar 538 “dabīgiem” bērniem), un konstatēja “dabīgajiem” bērniem 2% izteiktas un 20% neizteiktas iedzimtas patoloģijas, IVF bērniem , attiecīgi 4% un 31%, ICSI bērniem , 6% un 29% (11). Pie tam lielākais IVF un ICSI bērnu iedzimto patoloģiju pieaugums bija uz zēnu uroģenitālās sistēmas patoloģiju rēķina. Zināmu secinājumu šiem novērojumiem pielika 25 pētījumu par šo tēmu apskats, kas konstatēja, ka divas trešdaļas no pētījumiem par šo tēmu uzrāda 25% un vairāk iedzimtu patoloģiju pieauguma risku IVF un ICSI bērniem (12).

Ir skaidrs , ja tiktu konstatēts, ka kāds medikaments noved pie divas reizes lielāka riska izteiktu iedzimtu patoloģiju izplatībai, tas tiktu aizliegts. Skaidrs, ka ar mākslīgo apaugļošanu tas nav tik vienkārši. Tās atbalstītāji norāda, ka tomēr lielākā daļa bērnu piedzimst veseli (vai to veselība atšķirsies no dabīgā ceļā dzimušo veselību, teiksim, sasniedzot 40 gadu vecumu , vai tie biežāk neslimos ar kādām nopietnām slimībām, par to mums šobrīd nav ne jausmas), un šie dati nav pamats mākslīgo apaugļošanu aizliegt, jo tā piepilda tūkstošu un tūkstošu cilvēku sapni kļūt par vecākiem. Jebkurā gadījumā ir skaidrs, ka ārstu uzdevums ir godprātīgi pacientus informēt par pastāvošiem riskiem, un lēmums pacientiem jāpieņem pašiem. Neapšaubāmi nepieciešams padziļināt pētījumus par vīriešu neauglības iemesliem, un turpināt mākslīgās apaugļošanas risku izvērti, ņemot vērā gan nelabvēlīgo demogrāfisko situāciju daudzās Eiropas valstīs, gan neauglības plašo izplatību (no tās cieš ap 15% visu pāru), gan vīriešu reproduktīvās veselības pasliktināšanos pēdējo desmitgažu laikā (13), un vīriešu neauglības īpatsvara pieaugumu starp neauglības cēloņiem (14).

Literatūra

  1. Loppin B et al. Curr Biol 2005; 15: 87-93.
  2. Saunders CM et al. Development 2002; 129: 3533-3544.
  3. Ostermeier GC et al. Nature 2004; 429: 154.
  4. Ostermeier et al. J Androl 2005; 26: 70-74.
  5. Evenson et al. Hum Reprod 1999; 14: 1039-1049.
  6. Bungum et al. Hum Reprod 2004; 19: 1401-1408.
  7. Bonduelle M et al. Hum Reprod 1996; 11 Suppl 4:131-155.
  8. Kurinczuk JJ and Bower C. BMJ 1997; 315: 1260-1265.
  9. Sutcliffe AG et al. Fertil Steril 1999; 79: 512-516.
  10. Hansen M et al. N Engl J Med 2002; 346: 725-730.
  11. Bonduelle M et al. Hum Reprod 2005; 20: 413-419.
  12. Hansen M et al. Hum Reprod 2005; 20: 328-338.
  13. Carlsen et al. BMJ 1992; 305: 609-613.
  14. Erenpreiss et al. Proceedings of the Latvian Academy of Sciences 2002; 56: 48-51.