Роберт Джеффри Эдвардс – пионер практики ЭКО

Введение / Introduction

Роберт Джеффри Эдвардс (27.09.1925 – 10.04.2013) – британский исследователь, зоолог, генетик, иммунолог, человек, поистине считающийся «отцом ЭКО», ведь его идеи главным образом были посвящены изучению и усовершенствованию методов искусственного оплодотворения, что в конечном итоге дало начало распространенному использованию данной технологии (рис. 1).

Приступив к своему научному пути с области сельского хозяйства, Эдвардс увидел, что необходимо вовлечь в изучение не только эмбриологию и репродукцию, что было общепринятым в то время, но и генетику, которая в 1950-е годы только начала развиваться. Например, именно в 1950 г. было признано, что молекула ДНК является носителем генетической информации. Впервые было продемонстрировано, что каждая клетка организма несет полный набор ДНК-генов. Более того, к концу 1950-х годов цитогенетические исследования привели к определению кариотипа человека, который составил 46 хромосом. В 1960 г. в Денвере была создана первая Международная система цитогенетической номенклатуры, обеспечившая стандартизацию исследований хромосом человека. Тогда же были описаны хромосомные анеуплоидии, лежащие в основе таких аномалий развития, как синдромы Дауна, Тернера и Клайнфельтера.

Даты этих открытий делают работу Эдвардса актуальной своему времени. Совместный труд с коллегами смежных специальностей привел к научному прорыву и преодолению религиозных осуждений на пути к той методике, благодаря которой в настоящее время люди могут испытать долгожданную радость материнства.

Жизнь и деятельность Роберта Эдвардса / Life and activity of Robert Edwards

Роберт Джеффри Эдвардс родился 27 сентября 1925 г. в Англии, недалеко от Манчестера, в маленьком городе Батли. Учеба занимала важную роль в жизни его семьи, родители настаивали на должном уровне образования и, таким образом, все 3 брата, закончив Центральную среднюю школу Манчестера, благополучно сдали экзамены, хоть и дальнейшая судьба у каждого сложилась по-разному [1].

В 1943 г., сразу после окончания школы, Роберт Эдвардс отправился на службу в британские войска. Находясь в армии, он проявил интерес к ботанике и сельскому хозяйству, что послужило толчком для начала обучения в Университетском колледже Северного Уэльса в Бангоре на факультете сельскохозяйственных наук. Роберт Эдвардс провел 2 года, изучая основы сельского хозяйства, и за это время проявил себя как «амбициозный, гибкий и необычайно уверенный в собственных суждениях» студент [2]. Однако его обязанности в первую очередь включали офисную работу, что и стало главной причиной его разочарования в выбранном пути. Недостаточная «научность» предложенного курса побудила его к изменениям. Так, он сменил сельскохозяйственную специальность на зоологию и в 1951 г. в возрасте 26 лет, получил аттестат выпускника Уэльского университета.

Несмотря на определенные финансовые трудности, после выпуска Эдвардс все же попытал судьбу и подал заявление в аспирантуру Эдинбургского университета, и, к его удивлению, был успешно принят. Так началась его научная карьера в Эдинбурге [1].

Основным направлением деятельности Роберта Эдвардса было изучение физиологических особенностей мышей. Для своих исследований он использовал мультидисциплинарный подход: рассматривал вопросы с точки зрения зоологии, эмбриологии, репродуктологии и генетики [3]. В то время генетика была на самом пике изучения, и после открытия структуры ДНК в 1953 г. Джеймсом Уотсоном и Френсисом Крик этому направлению оказывалось особое внимание (рис. 2).

Под руководством профессора Алана Битти он проводил эксперименты с эмбрионами мышей, создавая гаплоидные, триплоидные и анеуплоидные варианты, и изучал их дальнейшее развитие. Вместе с аргентинским доктором Хулио Сирлином (рис. 3) он провел ряд экспериментов, целью которых являлось изучение механизмов сперматогенеза, а также способности различных агентов, таких как химические мутагены, ультрафиолетовое или рентгеновское облучение влиять на способность сперматозоидов к оплодотворению [1].

Годы научной работы в Эдинбургском университете были довольно плодотворны. Совместно со своей женой Рут Фаулер (рис. 4) Роберт Эдвардс изобрел действенный способ увеличения количества яйцеклеток, получаемых от взрослых мышей путем применения экзогенных гормонов для контроля овуляции [4]. Еще одним важным открытием стало описание последовательности хромосомного созревания яйцеклетки, которая приводила к овуляции после введения хорионического гонадотропина человека [5].

Свои последующие разработки Роберт Эдвардс проводил в стенах Калифорнийского технологического университета, куда отправился после получения ученой степени в Эдинбургском университете в 1958 г. Сам ученый описал этот год как «своеобразный отпуск», который тем не менее предоставил много возможностей для изучения иммунологических аспектов репродуктологии, которые он позднее использовал в Лондоне, в Национальном институте медицинских исследований. В этот период он активно участвовал в формировании базисных понятий иммуноконтрацепции, отойдя от первоначального курса деятельности [6].

Однако смещение интересов было недолгим, и уже в 1962 г. Роберт Эдвардс возобновил свои эксперименты над мышами, пытаясь воспроизвести созревание и оплодотворение яйцеклетки in vitro. Он предпринял попытку извлечения незрелых яйцеклеток из фолликулов яичников грызунов и поместил их в культуральную среду, содержащую гормон хорионического гонадотропина человека, чтобы определить, могут ли они развиваться в условиях, подобных живому организму. К его удивлению, он обнаружил, что это удалось сделать с первого раза: яйцеклетки созревали со скоростью, сравнимой с той, что наблюдалась внутри организма. Но он также отметил, что это происходило независимо от наличия добавленного гормона. Очевидно, что яйцеклетки созревали самостоятельно после выхода из фолликула [7].

Со временем его опыты привлекали все больше внимания, и ввиду запретов на деятельность, посвященную экстракорпоральному оплодотворению (ЭКО) человека в определенных научных учреждениях (в том числе в Лондонском Национальном институте медицинских исследований), Роберт Эдвардс принял приглашение из Университета Глазго, где провел год с 1962 по 1963 гг., изучая физиологию стволовых клеток, а в 1963 г. присоединился к научному коллективу Кембриджского университета.

В возрасте 38 лет Эдвардс начал собирать собственную исследовательскую группу, в том числе аспирантов, обучающихся под его началом. Методы контроля фертильности стали главным объектом их исследований. Роберт Эдвардс исследовал иммунологические механизмы размножения и созревания яйцеклеток, используя материал свиней, коров, овец и, в редких случаях, человека. Его исследования подтвердили, что яйцеклетки всех этих видов действительно могут созревать in vitro, однако у яйцеклеток крупных животных этот процесс занимает больше времени: до 36 часов, а не до 12, как считалось ранее (рис. 5) [8].

Особенно Роберта Эдвардса волновала проблема реализации физиологических изменений сперматозоидов, которые происходят в женских половых путях и которые необходимы для оплодотворения созревших in vitro яйцеклеток. Его собственные попытки воспроизведения процесса капацитации путем внедрения сперматозоидов в полость матки с помощью фенестрированной нейлоновой трубки не дали достоверных результатов, позволяющих использовать данный метод на практике [9]. Это стало толчком для будущего сотрудничества Роберта Эдвардса с Патриком Стептоу, акушером-гинекологом, специалистом лапароскопической хирургии (рис. 6).

В последующем они также привлекли к своему проекту Барри Бавистера и произвели попытку in vitro капацитации сперматозодов путем изменения pH среды – повышением ее щелочности [10]. И хотя изначально лапароскопия казалась перспективным методом извлечения из полости матки активированных сперматозоидов, в процессе исследования ученые нашли более эффективное, по их мнению, применение: Стептоу, наряду с акушером-гинекологом Молли Роуз, являлся одним из главных «поставщиком» яйцеклеток, созревших in vivo. Результатом их совместного труда стала статья, опубликованная в 1969 г., где приводятся следующие утверждения: только 18 из 56 яйцеклеток показали признаки «оплодотворения в процессе», две из которых имели два пронуклеуса (рис. 7) [11].

Эта статья стала настоящим прорывом, и Эдвардс совместно со Стептоу продолжили свои исследования, несмотря на открытую враждебность и нападки со стороны средств массовой информации. Однако они все же стихли в 1978 г., когда благодаря успешному союзу ученых на свет появилась Луиза Браун (рис. 8) – первый ребенок, рожденный с помощью технологии экстракорпорального (искусственного) оплодотворения [12]. Это событие окончательно открыло глаза общественности на возможность решения глобальной проблемы бесплодия [13].

Деятельность Роберта Эдвардса не могла не получить заслуженного признания. В 2010 г. ему была вручена Нобелевская премия в области физиологии и медицины «За технологию искусственного оплодотворения in vitro» (рис. 9) [14].

Заключение / Conclusion

Таким образом, жизнь и научные достижения Роберта Эдвардса являются вдохновляющим примером того, как упорный труд и страсть к своему делу могут привести к передовым открытиям и изобретениям. Благодаря его исследованиям в области репродуктологии, миру открылись новые возможности лечения бесплодия.