Mezinárodní vědecký tým pod vedením Kateřiny Komrskové objevil nový fúzní protein lidského vajíčka, který hraje klíčovou roli v průniku spermie. Nové poznatky mohou v budoucnu pomoci při diagnostice a léčbě neplodnosti, ale i k lepším antikoncepčním prostředkům.
Když do internetového vyhledávače zadáte „Maia“, naleznete řeckou bohyni mateřství a růstu, římskou bohyni jara, třetí nejjasnější hvězdu hvězdokupy Plejády v souhvězdí Býka, město v Portugalsku, kojnou egyptského faraona Tutanchamona a nově také fúzní protein lidského vajíčka, který objevil a pojmenoval mezinárodní tým vedený Kateřinou Komrskovou z Přírodovědecké fakulty UK a Biotechnologického ústavu Akademie věd ČR v centru BIOCEV.
„Objevili jsme nový fúzní receptor na lidském vajíčku, se kterým interaguje klíčový protein IZUMO1 spermie. Díky této interakci dochází ke spojení lidské spermie a vajíčka, tedy i ke vzniku života,“ shrnuje Komrsková výsledky publikované v Science Advances. „Jedná se o téměř dvacet let výzkumů a výsledek velké mezinárodní spolupráce – publikace zahrnuje 17 různých afiliací z celého světa, od Velké Británie přes Spojené státy až po Japonsko,“ uvádí vedoucí týmu.
Celý projekt započal v laboratoři Harryho Moora na Universitě v Sheffieldu ve Velké Británii, kde Kateřina Komrsková částečně působila již v rámci doktorského studia.
„Pro hledání mutací způsobujících nádory jsme používali metodu One-Bead One-Compound (OBOC) assay, kdy se na speciální kuličky váží interagující partneři. A nás napadlo, že bychom tuto metodu mohli použít i pro hledání fúzních receptorů na povrchu vajíčka, které jsou zcela klíčové pro interakci spermií a které stále neznáme. Vyrobili jsme tak statisíce různých kuliček, kdy každá měla na povrchu kousek bílkoviny. Tyto kuličky jsme pak inkubovali s lidskými spermiemi a ty, u kterých došlo k vzájemné interakci, jsme izolovali a po mnoha dalších experimentech jsme identifikovali kandidátní fúzní protein,“ popisuje Komrsková, která v tomto výzkumu pokračovala i po návratu do Česka.
„Jelikož se tento protein vyskytuje pouze u lidí, museli jsme řešit řadu výzev – jak získávat lidská vajíčka a spermie nebo jen získat etické souhlasy s výzkumem, což samotné trvalo dva roky,“ vzpomíná Komrsková a chválí spolupráce s klinikami asistované reprodukce, odkud získávali vajíčka, která z různých důvodů nemohla být použita při umělém oplodnění, stejně jako spermie zdravých dárců.
„Vyvinuli jsme i speciální buněčné kultury, které připomínají vajíčka. Tyto buňky pak uměly vyrábět proteiny, které se běžně vyskytují na povrchu lidského vajíčka, což nám umožnilo dělat řadu experimentů. Ale reálná lidská vajíčka nemůže v takových výzkumech nic nahradit,“ říká vědkyně a vzpomíná na speciální moment, kdy pod mikroskopem poprvé pozorovali lidské vajíčko s obarvenými částmi fúzního receptoru, které poeticky pojmenovali MAIA.
„To byl ten wow moment. Poprvé jsme viděli mikroklky na povrchu vajíčka poseté signálem, který patřil našemu objevenému proteinu – to bylo nádherné. Proto jsme zvolili poetické pojmenování po řecké bohyni Maia. Navíc to bylo v květnu – podle římského kalendáře Maius a také tento náš nový receptor interaguje s vazebným receptorem JUNO, který byl dříve objeveným jinou skupinou, a i v mytologii je bohyně Juno propojena s Maiou.“
Objev fúzního proteinu MAIA může vést ke zlepšení metod léčby neplodnosti i k vývoji budoucích antikoncepčních prostředků. „Oplodnění je klíčovým momentem našeho života, přesto o něm ještě mnoho nevíme. Každý takový poznatek, který přispívá k pochopení fyziologických procesů, může nalézt přímé uplatnění v lidské medicíně,“ zdůrazňuje Kateřina Komrsková, která již se svým týmem v navazujícím projektu podpořeném Grantovou agenturou ČR (GAČR) zkoumá i další proteiny, které mohou hrát roli při vzniku života.
