Fertilitetsproblemer og ufrivillig barnløshet kan være tøft å oppleve for de som vil ha barn. Det er også et samfunnsproblem. Assistert befruktning som IVF-behandling gjør at mange lykkes med å bli gravide til slutt.
For par som ikke har fertilitetsproblemer, er sannsynligheten for å bli gravid omtrent én av fire eller én av fem per syklus. Videre viser tall fra FHI at omtrent én av åtte svangerskap ender i spontanabort. Risikoen er større jo tidligere i svangerskapet det er.
Hvorfor er det slik, og hva kan gå galt under de første stadiene av en graviditet?
Forskere ved Senter for embryologi (CRESCO) forsøker å finne svar. De vil vite hvorfor mange embryoer går tapt. I en ny studie gjort på mus har de sett på hvordan genene fra mor og far kopieres i det tidlige embryoet.
– Studien er ett skritt på veien mot å forstå mer av hvordan det tidlige embryoet utvikler seg. Med mer kunnskap kan vi kanskje klare å forbedre fruktbarheten i fremtiden, sier Mads Lerdrup, forsker ved CRESCO og førsteamanuensis ved Universitetet i København.
Spontanabort skyldes ofte kromosomfeil
Risikoen for at noe går galt, er størst i løpet av de første timene eller dagene etter befruktningen.
– Mange embryoer går tapt veldig tidlig i graviditeten. De slutter rett og slett å vokse og blir aldri implantert i livmoren. Det samme kan skje med embryoer som er befruktet i laboratoriet via IVF-behandling, forteller Lerdrup.
Han forklarer at en av grunnene til at dette skjer, er at DNAet i embryoet blir skadet. Et embryo kan da ende opp med å ha for få eller for mange kromosomer.
– Det er veldig vanlig at embryoer har kromosomskader og derfor går tapt. Men vi vet egentlig ikke hva de underliggende årsakene til dette er. Det er dette vi håper å finne ut mer om, sier han.
En risikofylt prosess i det tidlige embryoet
I de første stadiene etter befruktningen utvikler embryoet seg fra én celle til flere celler. Dette skjer gjennom en prosess kalt celledeling. Hver gang en celle deler seg, må DNAet, som inneholder de genetiske kodene i cellen, kopieres.
Dette skjer hele tiden i menneskekroppen, gjennom hele livet.
– Denne prosessen er vanligvis imponerende effektiv og feilfri. Vi har mange milliarder celler i kroppen vår, som alle har utviklet seg fra den ene første cellen. Så det er ganske utrolig hvor robust denne prosessen vanligvis er, sier han.
Under de første celledelingene i det tidlige embryoet er det derimot ikke like enkelt.
– Eggcellen og sædcellen er svært spesialiserte celler der DNAet er pakket tett sammen i et veldig trangt rom. Så DNAet må pakkes ut og gjøres tilgjengelig. Hele genomet gjennomgår mange endringer i den første cellen i embryoet, forklarer Lerdrup.
Forskerne tror at dette skaper mye «stress» i embryoet.
– Du kan se for deg at det skjer mange stressende situasjoner på én gang i det tidlige embryoet. Vi vet at den første celledelingen er et veldig spesielt øyeblikk i livssyklusen vår, forteller han.
DNAet fra mor og far kopieres på forskjellige måter
I den nye studien så forskerne på hvordan DNAet kopieres i tidlige embryoer.
– Vi oppdaget at DNAet fra mor og DNAet fra far kopieres på forskjellige måter under de første celledelingene, sier Jason Alexander Halliwell, førsteamanuensis ved Universitetet i København.
Halliwell ledet studien som er publisert i det anerkjente tidsskriftet Nature Communications. I studien så forskerne på embryoer fra mus. De brukte avanserte metoder innen sekvensering for å kunne analysere mønstrene for hvordan DNAet fra eggcellen og DNAet fra sædcellen kopieres. Dette foregår på nokså lik måte i embryoer fra mennesker som i embryoer fra mus.
I noen regioner ble DNAet fra mor kopiert mye senere enn DNAet fra far, mens det i andre regioner var DNAet fra mor som ble kopiert først.
– Studien vår er blant de første som viser hvilken del av DNAet som kopieres først og hvilken del som kopieres sist, sier Lerdrup.
– Det er fascinerende at kopieringen av DNAet fra mor og far foregår i forskjellige «hastigheter», påpeker han.
Foto: Reproduksjonsmedisinsk avdeling, Rikshospitalet.
Håper flere IVF-forsøk vil lykkes i fremtiden
Forskerne tror at mer kunnskap om hva som skaper stress i det tidlige embryoet kan få betydning for hvordan vi behandler fertilitetsproblemer i fremtiden.
– Innsikten i hvordan DNAet fra mor og far kopieres kan være et skritt på veien mot å forstå de underliggende årsakene til kromosomfeil og tap av embryoer, sier Halliwell.
Han peker på hvor utrolig det er at alt menneskeliv starter fra bare én enkelt celle.
– Det vi virkelig forsker på, er prosessen for hvordan et embryo utvikler seg fra én celle til milliarder av celler som vi har i menneskekroppen. Vi vil forstå de grunnleggende prosessene som kreves for å gjøre det og hvorfor det ofte går galt på de tidligste stadiene, sier han, og fortsetter:
– Mer kunnskap om dette gjør at vi kanskje kan forbedre suksessratene ved IVF-behandlinger og forebygge utviklingsfeil i fremtiden.
Teknologiske fremskritt har gjort studien mulig
Leder ved CRESCO, Arne Klungland, peker på de teknologiske fremskrittene som har gjort studien mulig.
– Dette arbeidet viser hvilke teknologiske fremskritt som er gjort for molekylære analyser. Ikke bare på enkeltcellenivå, men også ved at vi nå i én enkelt celle kan analysere dynamiske prosesser på DNA fra far og DNA fra mor, sier professoren, og fortsetter:
– Slike metoder kan få stor betydning for å kunne undersøke og forstå hvilke genetiske faktorer som er årsaken til at embryo ikke utvikler seg normalt.
Et søstersenter for CRESCO i København
Denne våren etableres Center for Fertility and Inheritance (CFI), et dansk senter for fremragende forskning, i København. Senteret skal ledes av professor Eva Hoffmann.
– Både CRESCO og CFI deler en visjon om å forbedre fruktbarheten hos både mennesker og dyr. Forskere i disse to sentrene skal samarbeide om å forsøke å besvare store og uløste spørsmål innen feltet. Da trenger vi mange kloke hoder som arbeider sammen og toppmoderne teknologi, sier Lerdrup, og fortsetter:
– Sentrene er en fantastisk mulighet til å styrke de allerede gode fagmiljøene i Oslo og København.
Embryo
Embryo er en betegnelse på et foster i tidlig stadium av svangerskapet.
DNA
DNA er arvestoffet som finnes i alle celler og inneholder oppskrifter som bestemmer hvordan organismen skal se ut og fungere. Disse arves fra én generasjon til den neste. Alt DNA må kopiere seg selv når nye celler dannes ved celledeling. De nye cellene har helt likt DNA.
Gener
Gener består av DNA og er plassert på kromosomer i celler. Hvert gen har sin avgrensede plass i DNA-et, og plassen kalles et lokus.
Kromosomer
Kromosomer er lange tråder i cellene som består av DNA og proteiner, og inneholder alle genene.
Genom
Et genom er den totale mengden arvemateriale i en celle, altså hele DNA-sekvensen som finnes i alle kromosomene til sammen.
Kilde: Store medisinske leksikon og Store norske leksikon
Referanse
Halliwell, J. A., Martin-Gonzalez, J., Hashim, A., Dahl, J. A., Hoffmann, E. R., & Lerdrup, M. (2024). Sex-specific DNA-replication in the early mammalian embryo. Nature Communications, 15(1), 6323. Du finner artikkelen her.