Zuzana Holubcová zholub@med.muni.cz PROPEDEUTIKA ASISTOVANÉ REPRODUKCE (podzim 2023) 3. Historie asistované reprodukce ..od embryologie k umělému oplození Začátek? NAROZENÍ LUISE JOY BROWN 25. 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 - „otec zakladatel“ 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 Raný 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 Raný 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 Raný 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 narodili se bílí 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 spermií 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 dojíždí 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 kryoprezervaci embryí cryopreservation - odběr oocytů v nativním cyklu s použitím ovulačního testu (LH surge) * Muriel Harris Brownovi - 10-leté bezdětné manželství Lesley Brown – blokáda vejcovodu, chirurgické odstranění adhezí John Brown – dcera s předchpzího manželství 10. 11. 1977 – 11 am. - 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 Porod 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 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 https://www.uzis.cz/res/f/008365/asistreprodukce2018-2019.pdf ❖ Národní registr reprodukčního zdraví (NRRZ) - Národní registr asistované 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 .-) Další koukání .-)