Zachránila vajíčko před sebevraždou

Sebevražda je ve světě buněk běžná záležitost. Bez jejich dobrovolného odumírání by člověk například neměl žádné prsty.

Palce, ukazováčky a další „výběžky“ na dlaních a chodidlech totiž vznikají z ploutviček, kterými embryo uchycené v děloze mává kolem sebe. Jednoho dne začnou v ploutvičkách odumírat buňky ve svislých proužcích a postupně se tak osamostatní všechny prsty.

Podobně se vytvářejí také plíce, srdce a další duté orgány. Ve shluku buněk začnou podle přesného genetického itineráře odumírat ty nadbytečné a vzniknou plicní sklípky, srdeční komory...

Citlivý obr

Ovšem někdy spáchá buňka sebevraždu předčasně, což bývá velice nevýhodné. Alespoň pro jejího nositele. To je případ největší buňky v lidském těle - ženského vajíčka. Měří asi desetinu milimetru a lze ji za příznivých optických podmínek pozorovat i pouhým okem.

Povahu lidského vajíčka lze charakterizovat slovy: citlivý obr. Když si žena zapálí cigaretu nebo vypije pár sklenek vína, dostane vajíčko svou dávku jedu v podobě nikotinu či alkoholu. „Goliášovi“ vadí také viry kolující v těle při infekčním onemocnění nebo bakterie v poněkud méně čerstvém jídle. Gigantem v ženském vaječníku otřese i sprcha látek, které ve stopovém množství znečišťují životní prostředí a mají účinky hormonů.

Někdy takový „zážitek“ zasáhne vajíčko natolik, že spáchá sebevraždu. Buď praskne, při tzv. lýze, nebo se začne dělit do malých váčků -fragmentů, až zanikne. Vajíčko se někdy rozpadne i proto, že se tělo dopustilo při jeho tvorbě chyb a buňka nebyla dostatečně kvalitní.

Fragmentace je patrně jednou z příčin neplodnosti. Existuje možnost, jak buňky před programovanou sebevraždou ochránit? Ivana Petrová, letošní laureátka České hlavy v kategorii středoškoláků, hledala odpověď výzkumem prasečích vajíček. Ta jsou v průběhu vývoje a zrání velmi podobná lidským.

„Náš tým se inspiroval zahraniční studií o výzkumu vajíček - oocytů - u mořských hvězdic. Autoři uváděli, že rozpadu buňky lze zabránit zablokováním jednoho ze dvou stresových enzymů. Závěrem vědci vyslovili domněnku, že podobně by to mohlo také fungovat u savců,“ poznamenává 19letá Ivana Petrová.

Ještě jako studentka gymnázia v Říčanech se domluvila s pracovníky katedry veterinárních disciplín České zemědělské univerzity a začala s nimi hledat v prasečích vajíčkách příslušné enzymy. „Z jatek se přivezly prasečí vaječníky. To jsem ale nemohla dělat já, protože nemám řidičský průkaz ani potvrzení o bezinfekčnosti, takže jsem do jatek nemohla. Potom jsem z vaječníků izolovala injekční stříkačkou vajíčka a kultivovala je v miskách,“ přibližuje studentka postup bádání.

Rukama týmu prošlo několik tisíc oocytů. Po ročním výzkumu se domněnka zahraniční studie potvrdila. Navíc Češi objevili jeden podstatný rozdíl. Zatímco u hvězdic hrál hlavní roli první enzym ze dvou stresových, u savců je tomu přesně naopak. Když zablokovali speciální molekulou druhý stresový enzym, zůstaly buňky vcelku.

Žily dál, i když byly v živném roztoku déle, než je normální trvanlivost prasečích vajíček. „Podáváním blokujících molekul se nám podařilo dosáhnout toho, že všechny oocyty zůstaly v pořádku,“ říká Ivana Petrová.

Úspěšný postup českého týmu je připraven k publikaci v mezinárodních vědeckých časopisech. Zároveň jsou výsledky práce předmětem patentové přihlášky. Patent navrhuje ochranu prasečích oocytů používaných například při klonování, přenášení genů nebo při tvorbě embryí ve zkumavce.

Poznatky mají ale i širší možnosti uplatnění, které nemusí vždy souviset jenom z biotechnologiemi. V současné lidské civilizaci se přibližně pětina dvojic marně snaží o zplození potomka.

Jednou z možných příčin je rozpad vajíčka, které není dostatečně kvalitní nebo spáchalo programovou sebevraždu kvůli nepříznivým okolnostem. Například pod přílivem hormonů vyvolaným stresovou situací nebo dávkou nikotinu či alkoholu.

Informace a postupy popsané Ivanou Petrovou, která nyní po absolvování gymnázia studuje prvním rokem Přírodovědeckou fakultu UK, jsou dobrým základem pro další výzkum řešení problémů lidské neplodnosti. Konkrétních výsledků se ale můžeme dočkat až za několik let.