Maailma esimene katseklaasis viljastatud (IVF) laps sündis 1978. aastal Inglismaal. Alates sellest ajast on maailmas sündinud üle viie miljoni sel viisil eostatud lapse ja ainuüksi Eestis teostatakse aastas ligi 2000 kehavälise viljastamise protseduuri.

Seega võiks arvata, et IVF, mille puhul raseduse saavutamiseks viiakse munarakk ja seemnerakud kokku väljaspool naise organismi ning seejärel siirdatakse embrüo emakasse, on last soovivatele viljatutele paaridele töökindel väljapääs. Ent statistika sellega ei nõustu: lapse sünniga lõppeb keskmiselt vaid 25–35 protsenti kehavälise viljastamise protseduuridest.

Sagedaseim ebaõnnestumise põhjus on see, et embrüo ei kinnitu emaka limaskestale. Selleks, et õnnestumisprotsenti tõsta kasvõi 5–10 ühiku võrra, pingutavad erineva lähenemisnurgaga reproduktiivmeditsiini teadlased üle maailma. Selle ala professori Andres Salumetsa juhendamisel arendatakse Eestis näiteks biosensorit, mis aitaks embrüote seast parim kinnituja välja valida juba katseklaasis.

Samas peab professor viljatusravi parandamise juures äärmiselt vajalikuks kirjeldada väga detailselt – ühe raku tasemel – embrüo ja ema kõige esimest dialoogi.

Uudset metoodikat, mis seda teha aitab, tutvustasid möödunud nädalalõpul teadusaajakirjas “Human Reproduction” ilmunud artiklis Tartu ülikooli, tervisetehnoloogiate arenduskeskuse (TerviseTAK) ning Euroopa ühe suurima ja mõjukaima meditsiiniülikooli Karolinska instituudi teadlased.

Kuidas embrüo teab kuhu ja millal kinnituda?

Uus metoodika võimaldab väga täpselt tundma õppida elu alguse bioloogilisi mehhanisme ning kirjeldada, millised emaka limaskesta geenid vastutavad embrüo eduka pesastumise eest. “Läbi selle teadmise on võimalik tulevikus aidata ka neid naisi, kellel kehavälise viljastumise käigus emaka õõnde siirdatud embrüod limaskestale ei kinnitu. See kõik loob eeldused viljatuse ravi parandamiseks ja aitab täpsustada aega, millal oleks kõige parem embrüo emakasse siirdada ning aitaks tulevikus luua emakas soodsama keskkonna, mille tulemusena pesastuks limaskestale rohkem siiratud embrüoid,” rääkis teadusartikli juhtivautor, TerviseTAK-i ja Karolinska instituudi teadur Kaarel Krjutškov.

“Naise jaoks algab psühholoogiline side oma lapsega sageli rasedustestist, aga embrüo jaoks on selleks ajaks toimunud juba väga palju olulist, mida teadus veel kuigi täpselt kirjeldada ei oska,” lisas teadur. “Me tahame teada saada, millised tegurid võimaldavad embrüol õigel hetkel õigesse kohta kinnituda.”

“Embrüo kinnitumise võime on ühest küljest küll väga hea, aga teisest halb asi. Nimelt kinnitub mõnikord embrüo munajuha seinale ja põhjustab munajuharasedust, mis on naisele eluohtlik. Kui me suudame embrüo ja emaka vahelisi protsesse põhjalikult tundma õppida, võib see tulevikus aidata ära hoida ka emakaväliseid rasedusi,” täiendas Salumets.

Lisaks tõuseb tulu uue meetodi abil hangitavatest teadmistest ka nendele, kes oma munarakud külmutavad, et neid hilisemas eas rasestumiseks kasutada. See tähendab, et juba praegu mõlgutavad teadlased mõtteid geenide avaldumisel põhinevast geenitestist, mis selgitaks väga täpselt välja päev, millal emaka limaskest on munarakule kõige vastuvõtlikum. “Enne kui hakatakse kilesussides lapsi tegema, aitaks test selgust tuua, kas bioloogiliselt on paari geneetiline profiil selleks sobiv ja millal on see kõige õigem päev embrüo siirdamiseks,” sõnas Krjutškov.

Kaarel Krjutškov juhtimas Tamme gümnaasiumis geenitehnoloogia praktikumi. (Foto: Urmas Tokko)

Meetodi ainulaadsus

Kaarel Krjutškov märkis, et kuigi embrüo üksikute rakkude analüüsi kirjeldati juba 2009. aastal, siis nende emaka limaskesta ehk endomeetriumi värske uuring ühe raku tasemel on esmakordne. “Varasemalt on vaadatud emaka limaskesta biopsiat ehk koeproovi ühtse tervikuna – emaka suhteliselt kohevat rakumassi, mida nimetatakse stroomaks, analüüsiti koos selle peal oleva väga õhukese ühe raku paksuse epiteeliga. Selle põhjal nimetati geenid, mis vastutavad munaraku kinnitumise ees emakale,” rääkis teadur.

Ent erinevates rakukihtidel on erinevad ülesanded. Kui embrüo on emakaseina õhukesele väliskihile (epiteel) kinnitunud, liigub ta sellest peagi läbi suuremasse rakumassi (strooma), kus pesastub. Just seal peab hoo sisse saama ka embrüo edasine areng.

Uus tehnoloogia võimaldabki hankida teavet selle kohta, millised erinevad rakutüübid erinevates emaka limaskesta kihtides asuvad ja millised geenid neis avaldunud peavad olema, et embrüo kinnitumine emakale õnnestuks.

Seda võimaldava metoodika välja töötamiseks võtsid teadlased TÜ kliinikumis tervetelt vabatahtlikelt lastega naistelt biopsia ehk koeproovi. Esmalt proov külmutati ja hiljem lõhuti ensüümide abil ära selles olevad rakkude vahelised sidemed. Nii jäid lahusesse alles enamasti üksteisest eraldiseisvad rakud.

Järgnevalt pandi nendele rakkudele peale spetsiifilised märked, mille järgi eristatakse emaka limaskesta pealmise ja alumise kihi rakke. Edasi sorteeriti Tartu ülikooli tehnoloogiainstituudis oleva rakusorteriga rakud nii, et pinnarakud jäid ühte reaktsioonituubi ja selle all asuvad rakud teise tuubi – igas tuubis üks rakk.

Seejärel koostati Karolinska instituudis ühe-raku raamatukogu ja analüüsiti kogu raku transkritoom ehk raku poolt antud ajahetkel toodetud mRNA kogum.

Nüüd kui tehnoloogia embrüo ja emaks vahelise dialoogi täpseks uurimiseks on loodud, hakkavadki teadlased seda rakendama. Esimese sammuna on plaan jätkata fundamentaaluuringutega, et selgitada välja täpsed geenid, mis vastutavad embrüo eduka pesastumise eest ning edasi planeeritakse juba geenitesti, mis võib tulevikus parendada IVF protseduuride õnnestumise määra.

Tartu ülikooli reproduktiivmeditsiini professor tervisetehnoloogiate arenduskeskuse juhataja Andres Salumets. (Foto: Postimees/Scanpix)