Hvorfor er det så svært for mennesker at få en baby?

Ny forskning udført af en videnskabsmand ved Milner Center for Evolution ved University of Bath tyder på, at "egoistiske kromosomer" forklarer, hvorfor de fleste menneskelige embryoner dør meget tidligt. Studiet, offentliggjort i PLoS Biology , der forklarer, hvorfor fiskeembryoner er fine, men desværre overlever menneskers embryoner ofte ikke, har konsekvenser for behandlingen af ​​infertilitet.

Omkring halvdelen af ​​de befrugtede æg dør meget tidligt, før en mor overhovedet ved, at hun er gravid. Tragisk nok vil mange af dem, der overlever for at blive en anerkendt graviditet, blive spontant aborteret efter et par uger. Sådanne aborter er både bemærkelsesværdigt almindelige og meget foruroligende.

Professor Laurence Hurst, direktør for Milner Center for Evolution, undersøgte, hvorfor det på trods af hundredtusinder af års evolution stadig er så forholdsvis svært for mennesker at få en baby.

Den umiddelbare årsag til mange af disse tidlige dødsfald er, at embryonerne har det forkerte antal kromosomer. Befrugtede æg skal have 46 kromosomer, 23 fra mor i æggene, 23 fra far i sæden.

Professor Hurst sagde:"Meget mange embryoner har det forkerte antal kromosomer, ofte 45 eller 47, og næsten alle disse dør i livmoderen. Selv i tilfælde som Downs syndrom med tre kopier af kromosom 21, vil omkring 80% desværre ikke lave det til termin."

Hvorfor skulle tilvækst eller tab af ét kromosom så være så meget almindeligt, når det også er så dødeligt?

Der er mange spor, som Hurst satte sammen. For det første, når embryonet har det forkerte antal kromosomer, skyldes det normalt fejl, der opstår, når æggene laves i moderen, ikke når sædcellerne laves i faderen. Faktisk har over 70 % af æg fremstillet det forkerte antal kromosomer.

For det andet sker fejlene i det første af to trin i fremstillingen af ​​æg. Dette første trin, som det var blevet bemærket før, er sårbart over for mutationer, der forstyrrer processen, sådan at mutationen "egoistisk" kan snige sig ind i mere end 50 % af æggene, hvilket tvinger partnerkromosomet til at blive ødelagt, en proces kendt som centromerisk drev. Dette er godt undersøgt hos mus, længe mistænkt hos mennesker og tidligere foreslået at relatere til problemet med kromosomtab eller -forøgelse.

Hvad Hurst bemærkede var, at hos pattedyr kan en egoistisk mutation, der forsøger at gøre dette, men mislykkes, hvilket resulterer i et æg med et for mange eller et for få kromosomer, stadig være evolutionært bedre stillet. Hos pattedyr, fordi moderen kontinuerligt fodrer det udviklende foster i livmoderen, er det evolutionært fordelagtigt, at embryoner, der udvikler sig fra defekte æg, går tabt tidligere i stedet for at blive båret til fuld termin. Det betyder, at det overlevende afkom klarer sig bedre end gennemsnittet.

Hurst forklarede:"Dette første trin med at lave æg er mærkeligt. Det ene kromosom i et par vil gå til ægget, det andet vil blive ødelagt. Men hvis et kromosom 'ved' at det vil blive ødelagt, har det intet at tabe, så for at Bemærkelsesværdige nylige molekylære beviser har fundet ud af, at når nogle kromosomer opdager, at de er ved at blive ødelagt under dette første trin, ændrer de, hvad de gør for at forhindre at blive ødelagt, hvilket potentielt kan forårsage kromosomtab eller -forøgelse og fosterets død.

"Det bemærkelsesværdige er, at hvis fosterets død gavner det andet afkom af den mor, da det egoistiske kromosom ofte vil være i de brødre og søstre, der får den ekstra mad, er mutationen bedre stillet, fordi den dræber embryoner".

"Fisk og padder har ikke dette problem", kommenterede Hurst. "I over 2000 fiskeembryoner blev der ikke fundet én med kromosomfejl fra mor". Hyppigheden hos fugle er også meget lav, omkring 1/25 af hastigheden hos pattedyr. Dette, bemærker Hurst, er lige så forudsagt, da der er en vis konkurrence mellem redeunger, efter de er klækket, men ikke før.

Derimod er kromosomtab eller -stigning et problem for hvert pattedyr, der er blevet set på. Hurst kommenterede:"Det er en ulempe ved at fodre vores afkom i livmoderen. Hvis de dør tidligt, kommer de overlevende til gode. Det efterlader os sårbare over for denne form for mutation."

Hurst har mistanke om, at mennesker faktisk kan være særligt sårbare. Hos mus giver et embryos død ressourcer til de overlevende i samme yngel. Dette giver omkring 10% stigning i overlevelseschancen for de andre. Mennesker får dog normalt kun én baby ad gangen, og et embryos død tidligt sætter en mor i stand til hurtigt at reproducere sig igen - hun vidste sandsynligvis aldrig engang, at hendes æg var blevet befrugtet.

Foreløbige data viser pattedyr såsom køer, hvor et embryo ad gangen ser ud til at have særligt høje embryodødsrater på grund af kromosomfejl, mens dem med mange embryoner i yngel, som mus og grise, ser ud til at have noget lavere rater.

Hursts forskning tyder også på, at lave niveauer af et protein kaldet Bub1 kan forårsage tab eller forøgelse af et kromosom hos mennesker såvel som hos mus.

Hurst sagde:"Niveauerne af Bub1 falder, efterhånden som mødre bliver ældre, og når antallet af embryonale kromosomproblemer stiger. At identificere disse suppressorproteiner og øge deres niveau hos ældre mødre kan genoprette fertiliteten."

"Jeg håber også, at disse indsigter vil være et skridt til at hjælpe de kvinder, der oplever vanskeligheder med at blive gravide eller lider af tilbagevendende abort."