Po třech letech půlnočních návštěv toho měl dost. V návaznosti na práci jiných vyvinul spolu se svou budoucí manželkou Ruth Fowlerovou schéma, kterým zvířata přiměl k ovulaci během dne. Podáváním určitých kombinací a dávek hormonů mohl kontrolovat počet vajíček, která myší samice produkují, a také načasování ovulace. Dále rozšířil dřívější práci a zjistil, jak přimět spící vajíčka odebraná z vaječníku k dozrání – mimo tělo samice. Tyto a další experimenty stanovily načasování mnoha klíčových kroků při oplodnění a následných událostí nutných pro reprodukci, jako je například uhnízdění embrya v děloze.
Úspěchy předznamenaly jeho pozdější práci u lidí a položily pro ni základy. Mnohé z jeho nashromážděných poznatků o myším reprodukčním systému a jeho rostoucí schopnost manipulovat s událostmi rozhodujícími pro oplodnění a růst embrya mu totiž poskytly náskok pro výzvy, kterým čelil později, když stál před úkolem překonat lidskou neplodnost. Velmi brzy si uvědomil, že pokud se mu podaří převést svou práci z myší na lidi, bude možná moci řešit problémy lidské neplodnosti a diagnostikovat genetické poruchy ještě předtím, než se embryo vůbec uhnízdí.
Přesvědčil několik gynekologů, aby mu poskytli plátky lidských vaječníků od žen, které musely ze zdravotních důvodů podstoupit operaci. Z těchto vzorků tkáně extrahoval vajíčka, která ještě neudělala odhodlaný krok k ovulaci. Ačkoli se tento výkon vědcům podařil u některých druhů zvířat, pokusy s lidskými vajíčky selhaly. Konvenční moudrost předpokládala, že proces bude trvat 12 hodin, ale po uplynutí této doby vajíčka nadále nečinně ležela a nic nenasvědčovalo tomu, že by se byť jen přiblížila ke zralosti. Začal pochybovat, zda je 12 hodin dostatečně dlouhá doba, a začal čekat stále déle, než se zdánlivě nečinných vajec vzdal. Nakonec se chromozomy – jeden z klíčových kroků zrání – objevily až po 25 hodinách. Zdokumentoval sled událostí během dozrávání lidského vajíčka ve zkumavce a zjistil, že dozrávání vajíček trvá přibližně 37 hodin.
Brzy zjistil, že i další populární představy mají své chyby. Vědci se domnívali, že spermie musí být vystaveny sekretu v reprodukčním traktu ženy, než jsou způsobilé k oplodnění. Edwards však ukázal, že spermie čerstvě získané z mužského ejakulátu fungují. Tím dosáhl oplodnění zcela mimo tělo ženy a tento pokrok publikoval v roce 1969.
I když slavil tento úspěch, uvědomil si, že zůstává zásadní překážka. Jiní vědci prokázali, že oplozená zvířecí vajíčka, která dozrála v kultivačních miskách, se chvíli vyvíjejí a pak embrya odumírají. Edwards potřeboval vajíčka, která dozrála ve vaječníku – ne ve zkumavce.
Hledal řešení a ponořil se do literatury. Dozvěděl se o chirurgické práci Patricka Steptoea. V té době představovala operace zvaná laparotomie standardní prostředek k prozkoumání ženského reprodukčního ústrojí. Chirurgové otevírali břišní dutinu, aby si mohli prohlédnout a prohmatat tkáně a orgány. Tímto způsobem se snažili určit diagnózy, které nebylo možné přiblížit méně invazivními testy, jako jsou rentgenové snímky a měření hormonů.
Na konci 60. let 20. století se vyvíjel bezpečnější a méně invazivní způsob nahlížení do břicha. Tato metoda se nazývala laparoskopie a zahrnovala pouze malý řez. Pomocí této techniky chirurgové zaváděli zařízení podobné teleskopu, aby si mohli prohlédnout vnitřní orgány a tkáně. Steptoe odebíral tekutiny z pohlavních cest žen – proč ne vajíčka?
Edwards a Steptoe se v roce 1968 spojili a rozhodli se, že Steptoe bude získávat zralá vajíčka přímo od žen pomocí laparoskopie. Musel by odebrat vajíčka přímo z vaječníku, aniž by je poškodil. Aby věděli, kdy zákrok provést, použili by hormony, které by kontrolovaly menstruační cyklus a podněcovaly ovulaci. V kritické době ke konci programu zrání by Steptoe odebral vajíčka a poté by se Edwards pokusil tato vajíčka oplodnit v kultivační misce ejakulovanými spermiemi potenciálního otce. Pokud by Edwardsovy časové odhady byly správné, vajíčka by byla v ideálním stádiu pro přivítání spermie.
Tento postup fungoval a oplozená vajíčka se několikrát zdvojnásobila a vyvinula se do té míry, že se embrya skládala z osmi a šestnácti buněk. V roce 1971 tým vyprovokoval embryo k vývoji po těchto prvních několika buněčných děleních do bodu, kdy bylo možné rozlišit buňky, které se stanou plodem, a buňky, které se stanou placentou. Vytváření a pěstování embryí v laboratoři se stalo rutinou. Tým se rozhodl, že je načase zkusit je přenést matkám děložním kanálem.
Přenášení embryí do neplodných matek začalo v roce 1972. Na počátku 70. let vzniklo několik krátce trvajících těhotenství a Edwards se zajímal, proč tato embrya samovolně potratila. Uvědomil si, že hormonální léčba byla chybná. Hormony sice podněcovaly tvorbu více vajíček a zvyšovaly šance na úspěch tím, že zvyšovaly pravděpodobnost oplodnění a následné implantace, ale zároveň způsobovaly, že děloha ztrácela svou výstelku přesně v době, kdy se embryo potřebovalo uhnízdit. Edwards a Steptoe změnili hormonální režim a dosáhli těhotenství. Bohužel embryo uvízlo ve vejcovodu a Steptoeová musela toto mimoděložní těhotenství ve 13. týdnu ukončit. Rozhodli se úplně přestat manipulovat s menstruačním cyklem. Pokud by však nepodávali léky na podporu plodnosti, tělo ženy by produkovalo pouze jedno vajíčko za cyklus.
Přesto se rozhodli pro tento krok. Uvažovali, že kdyby přesně věděli, kdy vajíčko dozraje, mohl by ho Steptoe přesně v tu dobu nabrat. Předpověděli, kdy bude žena ovulovat, měřením koncentrace určitého hormonu v moči, který se nazývá luteinizační hormon (LH). O určitou dobu později provedl Steptoe laparoskopii a odebral jediné vajíčko. Jeho technika pokročila natolik, že ve většině případů uspěl – i když měl nyní k dispozici pouze jediný cíl.
Na podzim roku 1976 se Edwards a Steptoe setkali s Brownovými a dohodli se, že svůj postup vyzkouší na Lesley Brownové, která neměla vejcovody. Dne 9. listopadu 1977 se objevilo varovné LH a následující den odebrali vajíčko a oplodnili ho. Dne 25. července se narodila Louise Brownová. První „dítě ze zkumavky“ bylo na světě.
Během desetiletí, které předcházelo tomuto monumentálnímu úspěchu, zuřily kolem práce Edwardse a Steptoea etické boje. Mnoho lidí věřilo, že početí je posvátné a že embrya mají plná práva od okamžiku oplodnění. Někteří vědci se obávali, že z embryí vytvořených ve zkumavce vzniknou abnormální děti, a obviňovali Edwardse a Steptoea, že své pacienty klamou falešnými nadějemi. Edwards se zapojil do těchto diskusí o své práci a v roce 1971 publikoval společně s právníkem Davidem Sharpem první článek o etice IVF. V tomto článku diskutovali o možnosti zmírnění neplodnosti, využití preimplantační genetické diagnostiky k zamezení zdravotních poruch vázaných na pohlaví, možnosti modifikace embryí a dalších otázkách, které přetrvávají i nyní, o 30 let později.
Edwards v roce 1980 spoluzaložil jednu z prvních klinik IVF na světě v Bourn Hall v Cambridge. V témže roce se ve Spojených státech narodilo jedno „dítě ze zkumavky“. V roce 1990 se jejich počet ve Spojených státech zvýšil na 4 000 a v roce 1998 dosáhl 28 500 dětí. Boom IVF dětí propuká podobně po celém světě.
Práce Edwardse a Steptoea dala vzniknout celé řadě nových technik, které zasáhly hluboko do světa reprodukční vědy. Nyní neplodnost jen zřídkakdy přivádí lékařský establishment do úzkých. Díky tomu, že lékaři nyní mohou vstříknout jedinou spermii do vajíčka, mohou mít neplodní muži i neplodné ženy děti. Díky tomuto pokroku, který se nazývá intracytoplazmatická injekce spermie (ICSI), mohou být otci dětí i muži, kteří mají malý počet spermií. Edwardsova práce položila základy preimplantační genetické diagnostiky. Vědci mohou testovat, zda embryo nese dědičnou chorobu, ještě předtím, než ho uloží do matky.
Robert Edwards se během své kariéry potýkal s mnoha vědeckými, kulturními a etickými překážkami. Morálním dilematům čelil s rozvahou a těm vědeckým s tvůrčím duchem a nasazením. Pokaždé, když narazil na překážku, poškrábal se na hlavě a vymyslel možné způsoby, jak ji obejít. Díky pečlivému pozorování a klinickému zkoumání spolu se Steptoem vytrvali a podařilo se jim změnit celý obor a životy milionů lidí.
od Evelyn Straussové
Klíčové publikace Roberta Edwardse
Fowler, R.E. a Edwards, R.G. (1957). Indukce superovulace a těhotenství u dospělých myší gonadotropními látkami. J. Endocrin. 15, 374-384.
Edwards, R.G. (1965). Maturation in vitro of mouse, sheep, cow, pig, rhesus monkey and human ovarian oocytes [Zrání myších, ovčích, kravských, prasečích, opičích a lidských oocytů in vitro]. Nature. 208, 349-351.
Cole, R.J., Edwards, R.J., and Paul, J. (1966). Cytodiferenciace a embryogeneze v buněčných koloniích a tkáňových kulturách odvozených z vajíček a blastocyst králíka. Dev. Biol. 13, 385-407.
Gardner, R.L. a Edward, R.J. (1968). Control of the sex ratio at full term in the rabbit by transfering sexed blastocysts [Řízení poměru pohlaví v plném termínu u králíka přenosem blastocyst se změněným pohlavím]. Nature 218, 346-349.
Edwards, R.G., Bavister, B.D. a Steptoe, P.C. (1969). Early stages of fertilization in vitro of human oocytes matured in vitro. Nature. 221, 632-635.
Steptoe, P.C. a Edwards, R.G. (1978). Porod po reimplantaci lidského embrya. Lancet. 2, 366.
Edwards, R. G., Steptoe, P.C. a Purdy, J. M. (1980). Establishing full-term human pregancies using cleaving embryos grown in vitro (Založení plnohodnotného lidského těhotenství pomocí štěpících se embryí pěstovaných in vitro). Br. J. Obstet. Gynaecol. 87, 737-756.
Steptoe, P.C., Edwards, R.G., and Purdy, J. M. (1980). Clinical aspects of pregnancies established with cleaving embryos grown in vitro [Klinické aspekty těhotenství vytvořených pomocí štěpících se embryí pěstovaných in vitro]. Br. J. Obstet. Gynaecol. 87, 757-768.
Edwards, R.G. (1981). Děti ze zkumavky, 1981. Nature. 29, 253-256.
Edwards, R.G. (1997). Nejnovější vědecké a lékařské pokroky v asistovaném početí člověka. Int. J. Dev. Biol. 41, 255-262.