Lze stárnoucí vejce „omladit“? Nový nástroj může pomoci připravit cestu k léčbě prodlužující plodnost
Vědci udělali důležitý krok k pochopení toho, proč jsou lidská vajíčka s přibývajícím věkem náchylnější k chromozomálním chybám a zda by se tento pokles dal někdy obejít.
Výzkum byl zveřejněn v listopadu v časopise Stárnutí přírodypředstavuje nový nástroj, který umožňuje vědcům replikovat změny pozorované ve vejcích během procesu stárnutí. Technika, která využívá buňky myších vajíček, nevyžaduje, aby výzkumníci čekali, až myši zestárnou, nebo aby sbírali stará lidská vajíčka pro studium, a umožňuje jim zaměřit se na různé síly, které by mohly přispět k poklesu vajíčka.
Tento výzkum je v počátcích, ale nakonec autoři studie doufají, že by mohl pomoci rozšířit reprodukční okna žen, které plánují mít děti později v životě.
„Ženské reprodukční stárnutí je hlavním zdrojem nerovnosti,“ řekl hlavní autor studie Binyam Mogessieodborný asistent na lékařské fakultě Yaleovy univerzity. „Ženy se musí rozhodovat, co muži dělat nemusí“, pokud jde o zvažování, kdy založit rodinu. Zejména míra Porody pod 30 let nyní klesají, zatímco porody nad 30 let rostou v USA Stručně řečeno, více žen má děti ve vyšším věku, kdy začíná stoupat míra chromozomálních abnormalit.
„I kdybychom mohli prodloužit toto období reprodukce o tři roky, bylo by to tak důležité pro životy tolika lidí,“ řekla Mogessie Live Science.
Model stárnutí vajec
Ženy se rodí s všechny vaječné buňky budou někdy nést a časem se tato vajíčka uvolňují prostřednictvím menstruačního cyklu. Vajíčka, která ještě nebyla vypuštěna, visí ve vaječnících, kde mnohá zůstanou desítky let.
Kolem 30. roku života tato čekací zásoba vajíček prudce stoupá aneuploidie riziko, což znamená, že vajíčka s větší pravděpodobností nesou abnormální počet chromozomů – buď více, nebo méně než 46. Studie ukazují, že riziko aneuploidie vajíček roste téměř exponenciálně po dosažení věku 35 leta pak znovu skočí na 40 a na 45. Tyto chromozomální abnormality mohou přispět k neplodnosti a ztrátě těhotenství u žen, stejně jako genetickým poruchám u dětí, z nichž některé mohou způsobit vážné postižení nebo smrt.
Vědci si stále nejsou jisti, proč riziko aneuploidie s věkem tolik stoupá. „Vůdčí teorie je, že síly, které drží tyto chromozomy pohromadě, než se oddělí při oplodnění, tyto síly s věkem postupně selhávají,“ řekla Mogessie.
V různých bodech buněčného cyklu vajíčka obsahuje každý z jeho chromozomů dvě „sesterské chromatidy“ držené pohromadě molekulárním lepidlem a tyto sestry se později oddělí. Je známo, že toto lepidlo s věkem slábne, a tak vede k problémům se separací chromatid, které přispívají k aneuploidii. Ale to neříká celý příběh; nevysvětluje to, proč vidíme prudký nárůst chromozomálních chyb začínajících kolem 30. roku života, řekla Mogessie.
Aby vědci prozkoumali tuto záhadu, vyvinuli experimentální nastavení, které spouští „stárnoucí“ změny ve vejcích a sleduje, jak se vejce následně změnila, pomocí časosběrné mikroskopie s vysokým rozlišením. Klíčovou součástí modelu bylo použití systému pro úpravu genů CRISPR vyladit kritickou složku molekulárního lepidla, které drží chromozomy pohromadě: protein zvaný REC8.
Toto vylepšení přidalo přepínač do REC8 a jakmile byl tento přepínač přepnut na „zapnuto“, protein by degradoval. Pomocí tohoto systému mohli vědci pevně kontrolovat stupeň rozpadu REC8 ve vejci a simulovat to, co by se přirozeně stalo během stárnutí.
„U zvířat to může trvat roky, u lidí to může trvat desetiletí, než tyto procesy vzniknou,“ řekla Mogessie. Ale nová technika nám to „umožňuje udělat během 60 až 90 minut“.
Dříve měla Mogessie a spolupracovníci použil protilátky, aby si pohrál s REC8 podobným způsobem, ale to zahrnovalo vstřikování protilátek do jemných vaječných buněk – náročný a pracný proces – a stupeň degradace bylo obtížné kontrolovat, poznamenal Mihalas. Některé výhody nového systému spočívají v tom, že se vyhnete vstřikování vajíček a můžete mnohem přesněji naladit úrovně REC8. „Je to docela elegantní,“ řekla.
Připravit cestu k budoucí léčbě
Tým ukázal, že degradace REC8 v různé míře vedla k chybám v dělení chromozomů a k aneuploidii, jak byste očekávali u přirozeně stárnutých vajec. To jim také umožnilo určit konkrétní práh ztráty REC8, při kterém se četnost chyb náhle zvýšila.
Zatímco ztráta REC8 by mohla vyvolat tyto problémy, vědci vědí, že vajíčka s věkem ubývají dalšími způsoby. Aby to bylo možné modelovat, tým se potýkal s dalšími proteiny, které se podílejí na držení chromozomů pohromadě, a také s vlákny, která je oddělují, když je správný čas. Tyto poruchy zvýšily míru chromozomálních chyb nad rámec toho, co bylo pozorováno u samotné ztráty REC8.
Dohromady tyto výsledky naznačují, že rozpad molekulárního lepidla chromozomů pravděpodobně připraví půdu pro aneuploidii. Ale náhlý nárůst pozorovaný u lidí ve věku 30 a 40 let pravděpodobně pramení ze „synergického selhání“ více částí tohoto stroje oddělujícího chromozomy, uvedl tým.
K úplnému pochopení dopadu stárnutí na vejce je zapotřebí více výzkumu, ale nový model by měl takovou práci umožnit. „Model myši poskytuje konzistenci,“ poznamenal Mihalas. Vzhledem k etickým výzvám a omezením práce s lidskými vejci „je to nejlepší model, který máme,“ dodal Mihalas.
Z dlouhodobého hlediska by model mohl být použit ke screeningu a testování účinků potenciálních léčebných postupů. Možná existuje způsob, jak vrátit čas a pomoci vajíčkům se spolehlivě dělit s menším počtem chromozomálních chyb, jak by tomu bylo v mladším věku.
„Opravdu to připravilo půdu pro preventivní opatření zaměřená na zlepšení kvality vajíček, alespoň v prostředí kliniky IVF (in vitro fertilizace), “ řekla Mogessie. „Myslím, že by to mělo obrovský dopad.“
Tento článek je určen pouze pro informační účely a není určen k poskytování lékařské pomoci.
