BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie - 24.3.2014 Lékařsky asistovaná reprodukce doc. RNDr. Renata Veselská, Ph.D., M.Sc. Ústav experimentální biologie Přírodovědecká fakulta MU ivřr ministerstvo Školství. w INVESTICE DO ROZVOJE VZDELAVAHI ~=no prezentace je ^poUi Tancar.B na Evropstym saciáinim lordem Assisted Reproductive Technolgy.' m 4 BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 2 Program přednášky: • neplodnost a ieií příčiny • lékařsky asistovaná reprodukce historický vývoj základní rozdělení a přehled metod IVF a její modifikace • in vitro fertilizace historický vývoj standardní průběh a modifikace IVF • klonování člověka klonování pro výzkumné účely / terapeutické klonování reprodukční klonování • příprava umělých gamet BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 4 NEPLODNOST A JEJÍ PŘÍČINY BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 4 5 NEPLODNOST: • snížená nebo chybějící schopnost zplodit potomka (NE kompletní neschopnost mít děti, NE sterilita) • po uplynutí 1 roku při nechráněném pravidelném styku nedošlo k otěhotnění • celosvětové statistiky WHO: 5 - 15 % párů: neschopnost počít dítě 10 - 25 % párů: neschopnost počít druhé nebo další dítě (tzv. sekundární infertilita) BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 Kategorie neplodnosti dle WHO Primární neplodnost = naprostá absence početí i přes pravidelný nechráněný pohlavní styk po dobu jednoho roku Sekundární neplodnost = i přes pravidelný nechráněný pohlavní styk po dobu jednoho roku nedošlo k žádnému novému početí poté, co v minulosti k oplodnění došlo Pravidelné spontánní potraty / kojenecká úmrtnost = úmrtnost živě narozených dětí před dosažením pátého roku života "Neobjasněná neplodnost" = absence početí způsobená faktory jako laktace, antikoncepce, snížená sexuální aktivita nebo z neznámých priem BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 6 Příčiny neplodnosti: Failure of ovulation (15% of cases) Pelvic disease: tub&l damage or endometriosis (30 lo 40% of cases) Male factor with an abnorimal semen analysis (30 to 40% of cases) Unexplained infertility in 10% of cases 1 /3 of couples : problem is exclusively identified in males. 1 /3 of couples: problem of infertility identified only in females. 1/3 of couples: anomalies detected in both partners. BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 7 8 Příčiny neplodnosti: • ženská neplodnost poškození vejcovodů, hormonální poruchy (-> produkce oocytů), vrozené vývojové vady dělohy, endometrióza, genetické či imunologické faktory neplodnosti (rejekce spermatu), problémy s nidací • mužská neplodnost nízká kvalita spermatu, autoimunitní problémy, aktuální zdravotní stav, urogenitální infekce, poškození chámovodů, koitální problémy • další příčiny neplodnosti vyšší věk při početí, stres, užívání drog a léků, kuřáctví, alkoholismus, vliv životního prostředí BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 8 Posun věkových kategorií u žen (1983-2003Y S.34 AGE-SPECIFIC FERTILITY RATES 1E-19 20^24 2E-29 2Q-34 3&S 4CM4 4E-49 A:|9 gjoup i&a\s> (aj Birlte par 1,000 wornan. BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 9 Pravděpodobnost početí a neplodnosti u žen dle věkových kategorií: 10 100 90 eo 70 60 50 40 30 20 10 0 63íN 32%^ 15*j 3%i 20-24 25-29 30-34 35-39 40-44 45-49 50+ -■— Llkollhůůd oř gatllng pregnanl Uk+Hlihůud ul iNwrlIliLy e k>%-| £5%-| 20%-8 15%-B "S ia?t-° S%-^ /my _ ■ ■ ■ — ■ m ■ [L 0% — 22 ^4 25 26 2T 26 29 30 31 ■32 33 34 35 36 59 40 41 42 4344+S43 47 4Ů BÍ8120 Aplikovaná bunečná biologie / 06 / 24.3.2014 11 Základní vyšetření při neplodnosti: • Základní gynekologické vyšetření rodinná, osobní a gynekologická anamnéza, křivka bazálních teplot, mikroabrase endometria, mikrobiální obraz poševní, onkologická cytologie, kolposkopie, případně rentgenové vyšetření dělohy • Specializované vyšetření laboratorní hormonální screening, vaginální ultrazvuk, vyšetření spermiogramu, případně komplexní diagnostická laparoskopie a hysteroskopie, genetické, imunologické či urologické vyšetření BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 11 How the gentlemen died out Bi8120 Aplikovana bunecna biologie / 06 / 24.3.2014 12 13 LEKÁRSKY ASISTOVANÁ REPRODUKCE BÍ8120 Aplikovaná bunečná biologie / 06 / 24.3.2014 13 14 ASISTOVANÁ REPRODUKCE = jakýkoli medicínský zásah, který napomáhá lidskému rozmnožování • chirurgické zákroky • farmakoteparie (např. hormonální léčba) • umělé oplodnění (artificial insemination, AI) oplodnění v organismu ženy • oplodnění ve zkumavce {in vitro fertilization, IVF) oplodnění mimo organismus ženy BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 14 15 Asistovaná reprodukce (AR) zahrnující manipulace s gametami, příp. s embryi: • umele oplodněni (artificial insemination, AI) IUI, GIFT • oplodnění ve zkumavce (in vitro fertilization, IVF) IVF-Eľ , IVF-KET , ZIFT AH MESA, TESE PZD, SUZI ICSI , ROSNÍ BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 15 16 AR homoloqní, heteroloqní: • intrauterinní inseminace (IUI) • intrafallopiánní transfer gamet (GIFT) • in i^/f/r? fertilizace (IVF) > chirurgický odběr spermií z nadvarlete (MESA) nebo varlete (TESE) > subzonální inzerce spermií (SUZI) > parciální disekce zony pellucidy (PZD) > injekce kulatého jádra spermatidy (ROSNÍ) > intracytoplazmatická injekce spermií (ICSI) > přenos embryí po rozmražení (KET) > intrafallopiánní transfer zygoty (ZIFT) > asistovaný hatching (AH) BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 16 17 Die intrauterine Insemination [IUI] Intrauterine inseminace (IUI) Bi8120 Aplikovana bunecna biologie / 06 / 24.3.2014 17 18 Intrafallopian^ transfer gamet (GIFT) BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 18 19 BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 19 20 Historický vývoj metod umělého oplodnění - IUI: • experimenty probíhaly převážně v utajení (zásahy do reprodukce byly považovány za ostudné a nepřirozené) • 1790 - Londýn (1866 - New York): první provedení homologní IUI • 1884- Philadelphia: první provedení heterologní IUI (zveřejněno 1909) • 1953: první úspěšná IUI s využitím kryokonzervovaného spermatu BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 20 21 IN VITRO FERTILIZACE (IVF) BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 21 22 Historický vývoj metod IVF: • 1944 - první provedení IVF s lidskými gametami • 1978 - narození prvního dítěte počatého metodou IVF • 1982 - první dvojčata po IVF • 1983 - narozeno první dítě po zamražení embrya • 1985 - první případ náhradního mateřství • 1988 - poprvé provedena preimplantační genetická diagnostika • 1990 - poprvé použita metoda ICSI • 1997 - první dítě ze zamraženého oocytu BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 22 23 1978 - Louise Brown (Velká Británie) BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 23 24 2010 - Nobelova cena za fyziologii a lékařství: • Sir Robert G. Edwards "for the development of in uyř/r? fertilization" BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 25 Nárůst výkonů IVF v letech 1985-1998: Annual number of IVF cycles in UK and N.America 70000 3 60000 50000 sg 40000 5 30000 1 20000 = 10000 0 N.America U.K # é # a# # sfc a# \ - vrj r\j NT-Year BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 25 Základní schéma IVF BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 26 27 Die Stimulation der Eierstocke, kurzes Protokol! Příklad protokolu hormonální stimulace BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 27 28 Odběr oocytů po hyperovulaci BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 28 29 BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 29 30 Asistovaný hatching (AH) • metody narušení ZP (>15|uiTť) > mechanicky (mikrojehla) > chemicky (enzymy) > laser EMPTY ZDNA PELLUCIDA HATCHED BLAHTEJCYHT r BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 30 BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 31 32 Indikace k AH: • věk pacientky nad 35 let • opakované nedosažení těhotenství po transferu kvalitních embryí • zvýšená hodnota FSH u pacientky • zjištění silnějšího obalu embrya • na žádost pacientky BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 32 33 Intracytoplazmatická injekce spermií (ICSI) BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 33 34 Indikace k ICSI: • selhání oplození vajíček v předchozích cyklech • nízká koncentrace a pohyblivost spermií • získání spermií chirurgickým odběrem z varlete nebo nadvarlete (= MESA/TESE) • potřeba provedení preimplantační genetické diagnostiky (PGD) • na žádost pacientky BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 34 35 Metody pro léčbu poruch pohyblivosti spermií BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 36 Transfer embryí = ET (příp. KET) BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 36 37 Preimplantační genetická diagnostika (PGD, PID) Metody: • biopsie (blastomer, blastocysty, polárního tělíska) • genetické testy • eliminace embryí se specifikovanou vadou PID se provádí obvykle v kombinaci s ICSI BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 37 38 f- t Biopsie pólocytu pro účely PID BÍ8120 Aplikovaná bunečná biologie / 06 / 24.3.2014 38 40 Indikace k PID: • vrozená chromozomální aberace u některého z rodičů • vyšší věk ženy, nebo obou rodičů • porod dítěte s vrozenou vývojovou vadou v rodině • opakované spontánní potraty nejasné etiologie • opakovaná zástava vývoje embryí na prodloužené kultivaci • cytogenetika: 13, 18, 21, X, Y • molekulární genetika: dle indikace / diagnózy BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 40 41 Rizika spojená s IVF: Pro ženu: • ovariální hyperstimulační syndrom (OHSS), vícečetné gravidity • torze vaječníku, mimoděložní gravidita, preeklampsie, SC, psychické problémy • dlouhodobé riziko nádorových onemocnění ??? Pro dítě: • předčasný porod - (extrémně) nízká porodní váha • riziko nádorových onemocnění ??? BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 41 PI* ana 29 :íOJS SI3J-JW0 Contents lists, availaote atScie.TceOi-iecr ELSEVIER Placenta jou r na i Dom ep a g e - www.else* ier .com/I ocai e/pi a centa Follow-up of Children Born after ART E. BasAtemur. A. Siirdiffe" lij'fiun: and1 JtoftlDV 4fer. to ruff CjTCWd Jfcatt. itartrnrj CöitSf ice An. 230 EuUBn feud. 6* Ttair. imdon .VB'J JPn W ARTICLE INFO rirtirie hsro-v- FoD>v-i*i rUsrXed irp^-ilili'* (IWT^puS ART In vjntifenilisjbcfi WF Imratyicpbsmir sperm .^kkh H3I ABSTRACT Assisted neproduaiw therapies [ART J, namely in. wro fenButkir (IYF] and iniracytoplasmk vprrm io_pctMM (ICS) I, bare become widely used in Lhr treatment nf human infertility'. Chi Id ren -conceived using ART represent a so bsur^al proportion of the population. FcBow-upof thesertiildrai is neresury hi aider Ki evaluate it* nsfcs of infertility treatment upon aubseouentflyconceived offspring. In lecetH years there has been considers Me work in this field. This review sirnvnarisescvireri evidence rearing the health of children concerned knowing ART encompassing neonatal ou Declines, ihe risk of amgeniul nuSforn-u-tions. neurodew^ofjmerxalcitMDDme. physical health, psychosocial well being, and the risfc of cancer. The main risks for I he future well being, of A FCT children remain multi pie pregnancies and low built weight. Evidence regarding the outcccne of singletons bom at term [blowing ART is generally reassuring, h. is essential that follow-up of ART children continues as they progress through adolescence1 into adulthood. e 2006 Ebevier ltd. Al rights reserved. BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 43 ELSEVIER Best Practice & Research Clinical Obstetrics and Gynaecology Vol. 21, No. I, pp. 67-81, 2007 d oi: 10.1016/j. bp obgy n.2006.08.004 available online at http://www.sciencedirect.com v rac net & RLSÜAR.C) 1 Outcomes of IVF conceptions: are they different? Jane Halliday* BSc{Hons), PhD Associate Professor Public Health Genetics, Murdoch Children* Research Institute, ParkvMe, 3052 Victoria, Australia Perinatal outcomes, such as preterm delivery, low birth weight and some obstetric complica-tions, are increased significandy after in-vitro fertilization (IVF) compared with spontaneously Bi8120 Aplikovanä bunecnä biologie / 06 / 24.3.2014 44 BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 44 45 KLONOVÁNÍ ČLOVĚKA BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 45 46 Klonování člověka Reprodukční klonování (Reproductive Cloning): • přenos embrya, vzniklého metodou SCNT, do dělohy ženy, následné těhotenství a narození dítěte Terapeutické klonování (Research Cloning): • embryo, vzniklé metodou SCNT, udržováno v podmínkách in vitro • výzkum (genetická kontrola diferenciace) • izolace ESCs a indukovaná diferenciace (buněčná terapie bez problémů s imunokompatibilitou) Tvorba cybridů BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 46 47 2001: Cibelli et al. (Advanced Cell Technology) • 19 rekonstruovaných embryí metodou SCNT: 3 embrya schopna buněčného dělení (max. 6 buněk) • 22 oocytů aktivováno partenogeneticky: 6 embryí se dělilo až do stádia blastocysty BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 47 49 Hwang WS et al.: Evidence of a pluripotent human embryonic stem cell line derived from a cloned blastocyst. Science 303, 1669-1674, 2004 • ES morfologie, normální karyotyp • embryonální markery • schopnost diferenciace in vitro • 70 pasáží in vitro Hwang WS et al.: Patient-specific embryonic stem cells derived from human SCNT blastocyst. Science 308, 1777-1783, 2005 BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 49 50 Pride of Korea! The leao* ol the pride. Kerne Úle tnewwoe BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 50 51 BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 51 * Current Issue > Previous Issues | * Science Express j > Science Products > My Science > About the Journal Home > Science Magazine > Science Express > Hwang et al. Article Uiewa > Abstract > Ful Ted (PDF) > Supporting Onkne Material > Correction VERSION ttSTOftY > 3u&572Srl777 (mos) recent) 1 Correction for this article Relited Content In Saiettae Macjazine > Síj^fííí-Lefler by Kennedy > Ii : :■ ve'. .-rf- by Vogel In Other St/ewce Piortucts (Separate subscription may > News sloty by Vogel v Mure miurination on Related Content Performing your original search," Hwaritj WS", in Science will retrieve 0 results. Pubfcsned Online May 19, 2005 < Science Expi ess Index Sct&uc&DOt 10.1126Jscience.1112236 REPORTS This article has been retracted Submitted on March 15.2005 Accepted on May 12, 2005 Patient-Specific Embryonic Stem Cells Derived from Human SCNT Blastocysts Woo Suk Hwaixj 1*, Suimj II Roh 2, Byeoixj Chun Lee 3, Sunt) Keun Kang 3, Dae Kee Kwon 3, Sue Kim 3, Sun Joikj Kirn 2, Sun Woo Park3, Hee Sun Kwon 3, Chang Kyu Lee i, Jung Bok Lee 2, Jin Mee Kim 2, Curie Aim5, Sun Ha Paek5, Sang Sik Chang b, Jung Jin Koo 6, Hyun Soo Yoou ?, Jung Hye Hwaixj ', Youn Young Hwang1, Ye Soo Park7, Sun Kyung Oh 5, Hee Sun Ki Shin Yong Moon 5, Gerald Schatten a* im 5, Jong Hyuk Park8, Article Tools M.m.itjč This Atticle 1 College of Veterinary Medicine, Seoul National University, Seoul 151-742, Korea; School of Agricultural Biotechnology, Spnnl Natinnal University, Rpniil 151-742, korea 2 Medical Research Center, MizMedi Hospital, Seoul, 135-280, Korea. 3 College ofVelerinary Medicine, Seoul National University, Seoul 151-742, Korea. 4 School of Agricultural Biotechnology, Seoul National University, Seoul 151-742, Korea. 5 College of Medicine. Seoul National University, Seoul, 110-744, Korea. 6 Hanna Women's Clinic, Seoul, 137-872, Korea. 7 School of Medicine, Hanyang University, Seoul, 471-701, Korea. s Pittsburgh Development Center, Magee-Womens Research Institute, Departments of Obstet rics-G-ynecology-Reproduct i ve Sciences and Cell Biology-Physiology, University of Pittsburgh School of Medicine. Pittsburgh. PA 15213 USA 2005 - terapeutické klonování člověka povoleno ve Velké Británii (pro výzkumné účely) 2006 - první úspěšné provedení SCNT na lidských buňkách (UK) 2008 - "hybridní" embryo (cybrid): enukleovaný oocyt živočišného původu, jádro lidské somatické buňky) 2003: Čína BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 54 55 ??? 2006 - Zavos and Illmense: • 3 "rekonstruovaná" lidská embrya (SCNT), z toho 1 se vyvíjelo do 4buněčného stadia • následná implantace do dělohy příjemkyni -gravidita se nepotvrdila ,lrrt.**,t»A*AKt r>-i;^r,l. m Taylor Francis vrij{hl t' i;|v|(ir I'l'IIIK'it (p|'{>H|>. I,IX' T^utF-m^Cmup ISSN: (H1X-r>(M(i |>rim/ir>LM-OH7r> onliix-DO!: lO.lO&l/OHHiVOl OfMBOM :17 http:/ / www.zavos.org/ library/ UAAN_A_150346.pdf POSSIBLE THERAPY OF MALE INFERTILITY BY REPRODUCTIVE CLONING: ONE CLONED HUMAN 4-CELL EMBRYO P. M, ZaVOS and K, lllmensee S ihpn^u Lhi, [.mutual 3,06, Cyprus, and Aitthafofy hist 11 ith' u[ Awniťtt Lfxiughw, KntlmM, USA BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 55 56 "Holy great mother of God, I've been cloned!" Bi8120 Aplikovana bunecna biologie / 06 / 24.3.2014 56 57 PŘÍPRAVA UMĚLÝCH GAMET BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 57 58 2007 - Universities of Góttingen and Munster Medical School of Hannover • "umělá spermie": spermatogonium připravené transdiferenciací buněk kostní dřeně následná diferenciace do fenotypu spermií • neověřeno! MAKING SPERM CELLS FROM BONE MARROW TISSUE w • • • j_ w. Tiff. SOURCE: Mewcastle Lřni ver si ty BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 58 59 2009 - Karim Nayernia • "umělá spermie" • neplodný muž —► jádro somatické buňky —► SCNT —► blastocysta —► odběr hESCs —► diferenciace do fenotypu spermií BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 59 60 BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 61 BÍ8120 Aplikovaná buněčná biologie / 06 / 24.3.2014 61