ZÁKLADNÍ KONCEPTY
ASISTOVANÉ
REPRODUKCE
(podzim 2022)
Zuzana Holubcová
zholub@med.muni.cz
Historie
asistované
reprodukce
5.10.2022
..od embryologie k
umělému oplození
Začátek?
NARIZENÍ LUISE JOY BROWN
25th července 1978
Oltham Hospital (Spojené Království)
Začátek?
2010
- Prof. Robert Edwards
- Nobel cena za Fyziologii a Medicínue
„for development of in vitro fertilization“
IVF staví na dlohodobém embryologickém výzkumu...
• Dnes přes 8.000.000 IVF dětí
po celém světě
• „ děti ze zkumavky“ mají své vlastní děti
přirozenou cestou
Luis Brown Nataly Brown Robert Edwards
Začátek?
Historické reprodukční teorie
(384-322 BC)
- diskutuje základní otázky o reprodukci
- popis rozmnožování a vývoje řady druhů organismů
- teorie abiogeneze (= spontánní vznik organismů)
= živé vzniká z neživého (např. červi z masa)
ženská menstruační krev (příčina materiální)
+
mužské semeno (příčina účinná )
„vejce“→ embryo
ARISTOTELES: „O vzniku živočichů“
- první vědecký (resp. filozofický) spis o reprodukci
 epigeneze – organismy se vyvíjejí ze semene nebo vejce postupně
- vstup duše do zárodku 40 (muž)/80(žena)
dní po početí!
 Preformace
- organismy se vyvijejí z miniaturní verze sebe sama
- vývoj = zvětšování do plně formované bytosti
‘spermism’ – základní charakteristiky potomků pocházejí od
otců; matky poskytují pouze výživné prostředí pro vývoj
nového života
(570-495 BC)
- Převažující pohled až do 18. století!
‘ovism’ – vajíčko obsahuje kompletní zárodek budoucího
jedince, jehož vývoj je odstartován aktem sexuálního
styku/seminální tekutinou
Pythagoras
Charles Bonnet
objev partenogeneze
(1720-1793 AD)
Historické reprodukční teorie
1651 William Harvey
- Anglický královský lékař
- proslaven objevem krevního oběhu
- průkopník moderní embryologie
„omne vivum ex ovo“
(vše živé pochází z vajíčka)
• popření spontálního vzniku organismů
• polemika s Aristotelovou teorií časné
embryogeneze
Počátky embryologického výzkumu
1672 Reinier de Graaf
- Dánský fyziolog a anatom
- sumarizuje práci předchozích anatomů a pokládá základy
reprodukční biologie
- popis ženského a mužského reprodukčního systému
(funkce testikulárních kanálů, žlutého tělíska, vejcovodu,..)
- rozpoznává reprodukční roli ovariálních folikulů,
popisuje jejich vývoj a ukazuje, že zralý folikul
obsahuje vajíčko
Počátky embryologického výzkumu
1677 Antonie van Leewenhoek
První pozorování
živočišných a lidských
spermií
„malá zvířátka v mužském semeni“
Počátky embryologického výzkumu
• Humunculus
lat. človíček
- preformovaný malý človíček
nacházející se v hlavičce spermie
Počátky embryologického výzkumu
1827 Karl Erns von Baer
- Pruský (Estonský) vědec a výzkumník
- „oteczakladatel“ embryologie a vývojové biologie
- Über Entwickelungsgeschichte der Thiere
- komparativní živočišná embryologie
- embrya v průběhu vývoje postupně nabývají znaky svého druhu
- popis blastocysty a notochordu
- teorie zárodečných vrstev (ekto-/mezo-/entoderm)
- poprvé pozoruje lidský oocyt
Ranný embryologický výzkum
1875 Oscar Hertwig
- Německý profesor zoologie, student Ernsta Heackela
- poprvé v mikroskopu pozoruje oplození (sea urchin)
- dokazuje, že oplození představuje fúzi 1 spermatické
buňky s vajíčkem
- podporuje Morganovu´s teorii, že fyzická podstata
dědičnosti je na chromozomech v jádře
- předkládá hypotézu výměny genů a redukce genetické
informace během meiózy
- studuje partenogenezi
Ranný embryologický výzkum
1890-1900 Theodor Bovery
- Německý experimentální biolog
- zastánce chromozomové teorie dědičnosti (aplikace
Mendelových zákonů dědičnosti)
- experimentálně potvrdil meotickou redukci genetické
informace ve zrajících oocytech (Accaris megalocephala)
- vyslovuje hypotézu, že spojením 2 haploidních buňek
(vajíčko a spermie) vzniká diploidní embryo (sea urchin)
- studoval polyspermy a objevil centrozóm
- popsal roli aneuploidie v embryonálním vývoji
(a kancerogenezi)
Ranný embryologický výzkum
1890 Walter Heape
- první in vitro manipulace vajíček a embryí
- první úspěšný přenos savčího embrya
- - in vivo fertilizovaná vajíčka přenesena z jedné králičí samce do druhé
„průkopník veterinární
reprodukční biologie“
• detailní popis děložních změn během menstruačního cyklu u primátů (non-human primates)
•
• rozlišení spontánní vs. reflexní (indukované) ovulace; menstruační vs. estrální cyklus
• koncepce umělé inseminace ve šlechtitelské praxi
Angorský králík Belgický králík
Ranný embryologický výzkum
Embryologický výzkum ve 20.století
1934 Gregory G. Pincus
- „otec“ pilulky - orální hormonální kontracepce na principu
zpětnovazebného bloku ovulace (EnovoidTM 1960)
- sledoval spontánní in vitro maturaci nezralých oocytů z
izolovaných folikulů
- provedl první in vitro fertilizaci u savců (králík)
- tvrdil že partenogeneticky vytvořil králíka (fatherless rabbit)
= pincogeneze – dalším výzkumníkům se nepodařilo zopakovat!
- kritizován jako šílený vědec (“mad scientist“)
1959 Min Chueh Chang
- zkoumal úlohu steroidů v savčí reprodukci
- přispěl k objevu antikoncepční pilulky
- studoval vztah mezi fyziologii a počtem spermií a
efektivitou oplozovacího procesu
- upozornil na důležitost kapacitace:
„fertilization does not occur until several hours
after sperms are placed in the uterus or oviduct“
- důkaz in vitro fertilizace králičích vajec
pomocí pokusu, v němž byla IVF vytvořená
embrya bílého králíka vložena do děloh
samic černého králíka a narodily se bílý
králíci
Embryologický výzkum ve 20.století
Robert G. Edwards
- Bangor University College
- kurz zemědělství a zoologie
- University of Edinburgh (1952-1957)
- PhD ve vývojové biologii
- myší embryologie
- studium vývoje normálních/haploidních/triploidních
embryí
- preimplantační genetiký screening and genetické
enženýrství (cílená mutageneze)
- Postdoc
- kinetika spermatogeneze a indukce partenogeneze
- indukce superovulace pomocí hCG u myší
- popis stádií maturace oocytů
Ruth Fowler
1950s
*1925 Batley (Yorkshire), + 2013 Cambridge (UK)
- 1957-1958 postdoc na Caltechu (CA, USA)
- výzkum immunologie reprodukce
- studie interakce spermie a vajíčka
- 1958-1962 MRC NIMR Mill Hill, London
- práce na vývoji imunokontracepce, ale přitahován
výzkumem příčin embryonální aneuploidie
- studium meiotické maturace myších oocytů
- objev, že nezralé oocyty spontánně dozrávají in vitro i
bez přítomnosti hormónů v médiu
- pokus zopakovat in viro maturaci lidských vajíček,
kterou reportoval Pincus
- poptávka po zdroji lidských oocytů
- sporadická dodávka chirugicky vyňaté ovariální tkáně
- in vitro maturace izolovaných nezralých ooocytů
- první úvahy o použití in vitro fertilizace (IVF) pro léčbu
neplodnosti
vedení institutu zakazuje práci na lidském IVF
Robert G. Edwards
Robert G. Edwards
‘misogynist public-school traditions’
‘ the privileges given to the already privileged’
‘sheer beauty of the place’
‘ concern with the truth and high seriousness’
‘ the ambience of scientific excellence’
‘ so many talented young men and women’
- „Physiological laboratory“
- sestavování výzkumného týmu
- Jean Purdy - IVF
- Azim Surani – biologie PGCs
- Alan Handyside – karyomaping a PGD
Jean Pardy
- 1962 - fellowship v Glasgow
- derivace králičích embryonálních kmenových buněk
(20 let před derivací myšších embryonálních kmenových buněk - Evans and Kaufman, 1981)
- 1963 – přesun do Cambridge
Robert G. Edwards
 Výzkumná témata
 immunologie reprodukce
 preimplantační genetická analýza
- proof-of-principle biopsie blastocysty - PGD
(sexing kraličích embryí – Gardner and Edwards 1968)
 formulace teorie přičiny Down syndromu (meiotická missegregace u oocytu)
 endokrinní aspekty follikulogeneze a časné embryogeneze (s manželkou Ruth Edwards)
 maturace vajíčka
- mezidruhové srovnání morfologie a dynamiky maturace savčích oocytů
- prasečí, ovčí, kravské, opičí a lidské oocyty z ovariální tkáně
(Edwards, Nature 1965; Edwards, Lancet 1965)
- kinetika chromozomální segregace a příčiy genetických abnormalit
- první pokus o in vitro fertilizaci lidských oocytů (vlastními spermiemi!)
- nedostatek lidských oocytů pro výzkum
Robert G. Edwards
 Problém kapacitace spermií
• dogma: spermatozoa musí funkčně dozrát v děloze
• kraličí IVF dosaženo díky expozicí spepermií děložnímu prostředí
Barry Bavister
*
1968
- objev role pH v kapacitaci spermií
- alkalické pH zvyšuje kapacitaci
kreččích spermií (Bavister 1969)
Robert G. Edwards
*
1968 – první in vitro fertilizace lidských buněk
• in vitro maturované oocyty izolované z ovariálních biopsií
+ spermie inkubované v „Bavisterově alkalickém médiu
→ zygoty
Je možné z lidských ovárií získat oocyty,
které jsou hormonálně připraveny k
maturaci?
M.C.Chang:
„u králíků je lepších IVF výsledků dosaženo u
oocytů, které jsou vystaveny hormonálnímu
prostředí in vivo….“
Patrick Steptoe
- gynekolog a porodník v Oldham General Hospital
(1913-1988)
- poprvé kontaktován Robertem Edwardsem v roce 1967
- průkopník použití laparoskopu v gynekologické chirurgii
Je možný laparoskopický odběr
in vivo maturovaných vajíček
dobrovolnic z řad neplodných
žen?
- Robert Edward a Jean Purdy sdojíždí z Cambridge do
Olthamu aby in vitro fertilizovali vajíčka odebraná Patrickem
Steptoem od dobrovolnic transabdominální laparoskopií
- mírné hormonální stimulace a hCG indukujícího ovulaci
zlepšilo úspěšnost fertilizace a kultivovaná embrya se
vyvíjí do stadia blastocyty
Oldham research lab
1970-1971
(Edwards et al 1970, Steptoe et al 1971)
…. Další cíl: transfer embrya!
Boj s kritiky
• neplodnost nepovažována za zdravotní problém (uznáno WHO až 2009)
- IVF vnímáno jako výzkum na lidech nikoli jako experimentální léčba
• chybí etické směrnice
• obavy z kolonování člověka
• náboženská opozice
• komunikace výzkumu v médiích
• diskuze o legálních a etických
aspektech IVF
Boj o finacování výzkumu
• záměr vybudovat výzkumně-klinické pracoviště v Cambridge
velký MRC grant zamítnut
„lack of preliminary data from primates“
„overenthusiastic“
„too ambitious“
Kershaw´s hospital
1971
- díky financím od soukromých dárců a osobním
investicím založena nová laboratoř blízko Oldhamu
ALE
- pokled úspěšnosti fertilizace (fototoxický parafinový olej!)
- opakující se neúspěchy transferů rýhujících se embryí
→ gestační podpora hormóny po embryotransferu
- 1975 – první ektopické těhotenství + 2 časné
těhotenské ztráty (miscarriages)
- neúspěšné pokusy o kryopreservaci embryí
cryopreservation
- odběr oocytů v nativním cyklu s použitím
ovulačního testu (LH surge)
*
Muriel Harris
ZH6
ZH7
ZH8
Slide 28
ZH6 Zuzana Holubcová 12/02/2018
Nov 1977 - 3 patients 2 ET
Zuzana Holubcová, 04/08/2022
ZH7 Jan 1978- 1/9 hCG
Zuzana Holubcová, 04/08/2022
ZH8 May 1978 1/4 hCG
Zuzana Holubcová, 04/08/2022
Brownovi
- 10-leté bezdětné manželství
Lesley Brown – blokáda vejcovodu, chirurgické odstranění adhezí
John Brown – dcera s předchpzího manželství
10. 11. 1977 – 11 a.m. - 1 vajíčko získáno v nativním cyklu, transabdominálni laparoskopie
získaný kumulus koinkubován se spermiemi
12. 11. 1977 – kolem půlnoci – 8buněčné embryo k transferu
- positivní těhotenský test
- amniocentéza – 46 XX
- těhotenské komplikace
(toxaemie, zpomalený vývoj plodu)
- médiální hon....
Porod
25. 7. 1978
11:47, Oldham
Narození
zdravé holčičky
Luise Joy Brown
Robert Edwards Jean Purdy Patrick Steptoe
Bourn Hall Clinic
1980
- první IVF klinika na světě
- založena průkopníky IVF
(R. Edwards, P. Steptoe and
J. Purdy)
- koncipováná jako nemocnice
pro několikatýdenní pobyt
pacientek
Milníky vývoje ART
Kamel, Gynecol Obstet 2013, 3:3
ART=Asssisted Reproduction Techniques
Milníky vývoje ART
Kamel, Gynecol Obstet 2013, 3:3
ART=Asssisted Reproduction Techniques
„IVF industry“
„Global IVF/ART market“
Současnost ART
Population aging
Same sex-couples
Egg donation
IVF v ČR
4.11. 1982, Brno
- první „dítě ze zkumavky“ v Československu (a bývalém ˈ východním blokuˈ)
- metoda GIFT (Gamete Intro-Fallopian Transfer)
Zdeněk ČuprPavel TrávníkMilan DvořákLadislav Pilka
Prof. Ladislav Pilka
Jan Tesařík
- Průkopník IVF v ČR/Československu
První IVF klinika v ČR/Československu
Centrum Asistované Reprodukce (CAR)
1. gynekologicko-porodnická klinika Fakultní Nemocnice Brno
Obilní trh 11, Brno
• zakladatelé: prof. Dvořák, prof. Pilka, prof. Trávník, MUDr. Tesařík
IVF v ČR
29.10.1984
- porod prvního IVF dítěte
04.01.1988
- porod prvních IVF dvojčat
1992
- zahájen program kryoprezervace embryí
Dr. Alice Malenovská
Drahomíra Kyjovská
IVF v ČR
1994
- první těhotenství po transferu
rozmražených embryí
První IVF klinika v ČR/Československu
Centrum Asistované Reprodukce (CAR)
1. gynekologicko-porodnická klinika Fakultní Nemocnice Brno
Obilní trh 11, Brno
 Asociace Reprodukční Embryologie (ARE)
- založeno 1999, sídlo v Brně
- Zákládající výbor: Alice Malenovská, Jiří Priesnitz a Gabriela Tauwinklová
- dobrovolná profesní sdružení klinických embryologů a pracovníků
zabývajích se reprodukční embryologii
- odbornou společnost, která organizuje celoživotní vzdělávání a podílí se
na získávání odborné a specializované způsobilosti klinických embryologů
a zdravotních laborantů
www.are.cz
IVF v ČR
Prezident ARE
do 2022 od 2022
Dr. Malenovská Dr. Hüttelová
1 1 1 1
2 2 2 2 2
3
4
5
9
11 11 11
12
14
15
16 16
18
19
23
24
26
29 29
31
36
39
41
42 42
41
43
48
46
49
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
1982
1983
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
(%)
NRAR, Asistovaná reprodukce v ČR
FN Brno
UPMD
Praha
FN Olomouc
Vývoj počtu IVF center v ČR
IVF v ČR
IVF v ČR
www.mojereprodukcnizdravi.cz
16 1
7
2
2
3
1
2
1
1
1
1
1
1
1
3
1
4
49 registrovaných center
z toho 6 státních
Mapa IVF center v ČR
(2022)
IVF v ČR
NRAR, Asistovaná reprodukce v ČR
Podíl jednotlivých center na celkovém počtu cyklů (2019)Vývoj počtu cyklů (2007-2019)
„Cyklus“ - léčebný proces směřující za pomocí
metod asistované reprodukce k otěhotnění*
ženy
Vývoj průměrného počtu transferovaných embryí
v IVF cyklu (2007-2019)
*v případě prezervace oocytů končí cyklus mražením
IVF v ČR
Vývoj počtu cyklů zakončených transferem rozmraženého embrya  Značný podíl zahraničních pacientů
(cíl „reprodukční turistiky“)
Vývoj počtu cyklů s darovanými oocyty
NRAR, Asistovaná reprodukce v ČR
IVF v ČR
NRAR, Asistovaná reprodukce v ČR
(%)
6281 IVF dětí
= 5.5% dětí narozených v ČR
IVF v ČR
- Evidence dat o provedených NRAR, Asistovaná reprodukce v ČR
https://www.uzis.cz/res/f/008365/asistreprodukce2018-2019.pdf
 Národní registr reprodukčního zdraví
- Asistovaná reprodukce (NRAR)
ročenka
- celoplošný populační registr
- evidence všech žen, u kterých byla zahájena ovariální stimulace
nebo bylo zahájeno monitorování za účelem léčby sterility
metodou mimotělního oplodnění (IVF) nebo příbuznými
technikami
- zajišťuje nezbytné informace o způsobu, průběhu, výsledcích a
případných komplikacích pro potřeby odborných zdravotnických
pracovníků, Ministerstva zdravotnictví ČR, zdravotních pojišťoven
i pro mezinárodní vykazování údajů.
- umožňuje hodnocení léčebných postupů a jsou využívány pro
řízení a zkvalitňování péče o neplodné páry a pro realizaci státní
politiky v oblasti asistované reprodukce a léčby sterility
- IVF centra mají povinost reportovat od roku 2007
 Sympozium Asistované Reprodukce
IVF v ČR
- od 1991, Brno
- Výroční sympózium (odborná konference) pracovníků zabývajících se léčbou neplodnosti,
asistovanou reprodukcí a výzkumem v oblasti reprodukční biologie
https://www.sarcgps.cz/
- pořadatel:
Sekce Asistované reprodukce (SAR)
České Gynekologicko-Porodnické Společnosti (ČGPS)
České Lékařské Společnosti Jana Evangelisty Purkyně (ČLS JEP)
Další čtení .-)