Стареющие яйцеклетки могут быть омоложены, если их поместить в молодые фолликулы, как предполагает новое исследование клеток мышей.
Исследование может стать доказательством концепции для будущих методов лечения бесплодия, направленных на обратное старение яйцеклеток у людей, однако потребуется гораздо больше исследований, чтобы адаптировать эти результаты под человека.
С возрастом незрелые яйцеклетки, называемые ооцитами, начинают испытывать проблемы с делением клеток. Это может привести к анеуплоидии, при которой хромосомы в ранних ооцитах не разделяются должным образом, что вызывает появление лишних или недостающих хромосом, а это, в свою очередь, приводит к более высокому уровню выкидышей.
На сегодняшний день люди могут замораживать свои ооциты, чтобы сохранить способность к зачатию, однако в настоящее время не существует метода, который бы позволял обратить возрастные изменения в стареющих яйцеклетках.
В статье, опубликованной в понедельник (7 сентября) в журнале Nature Aging, учёные из Национального университета Сингапура продемонстрировали новый способ моделирования созревающих ооцитов в лаборатории. В ходе работы они обнаружили, что ооциты у старых мышей, выращенные вместе с клетками молодых мышей, омолаживались, что улучшило показатели живорождения после имплантации яйцеклеток обратно в организм мышей.
Ронг Ли (Rong Li), ведущий автор исследования и директор Института механобиологии при Университете Сингапура, и её команда давно интересуются процессом старения клеток. Они начали изучать ооциты, когда поняли, что яичники — это самый быстро стареющий орган в теле человека.
«Когда человеку всего 40 лет, всё остальное в теле молодое и здоровое, но яичники уже стареют, [ограничивая] репродуктивную способность», — рассказала Ронг Ли в интервью для Live Science.
Это также делает яичники отличной моделью для изучения старения в целом.
По мере созревания ооцита он проходит через несколько циклов деления клеток, прежде чем окончательно высвободиться из яичника во время овуляции. Этот сложный и энергоёмкий процесс возможен благодаря фолликулу, который окружает созревающий ооцит и обеспечивает его энергией и питательными веществами с помощью тонких нитевидных структур, называемых трансзональными проекциями (TZP). Без этих связей с фолликулом ооцит не сможет нормально созреть.
Ранее исследования старения ооцитов были сосредоточены на более поздних стадиях их развития, но команда Ронг Ли решила изучить начальные этапы, когда ооцит проходит наиболее экстремальные стадии созревания и клеточного деления, демонстрируя самые плотные связи с фолликулом через TZP.
Старший научный сотрудник лаборатории Ли, Хайян Ван (Haiyang Wang), разработал трёхмерную систему, позволяющую пересаживать ооциты одной мыши в пустой фолликул другой. Ван вручную отделял ооциты и фолликулы — которые чуть шире человеческого волоса — от яичника мыши, используя для этого микроскоп и крошечные инструменты. После разделения ооцита и фолликула, при соединении их с новым фолликулом TZP восстанавливались, и связи между фолликулом и ооцитом снова формировались.
«Это инновационная технология, она очень полезна и позволяет изучить влияние факторов окружающей среды на старение ооцитов», — сказал Ван в интервью Live Science.
Но Ли и её команда решили пойти ещё дальше.
«Если мы поместим старый ооцит в молодой фолликул, сможет ли он действительно «омолодиться»?», — задалась вопросом Ли. «Это также поднимает вопрос: обратимо ли старение?»
Исследователи пересадили старые ооциты мышей в молодые фолликулы, обнаружив, что количество TZP-связей у старых ооцитов увеличилось до уровня, характерного для гораздо более молодых клеток. Эти ооциты также показали улучшенные показатели созревания и в два раза меньше хромосомных аномалий по сравнению с немодифицированными клетками. Более того, после оплодотворения и пересадки в организм мышей они показали в четыре раза больше успешных родов.
Это первое исследование, демонстрирующее, что старение ооцитов может быть обращено вспять, и предполагающее, что именно связь с молодыми клетками фолликула позволяет развернуть биологические часы в обратном направлении.
Фарнерс Амаргант-и-Риера (Farners Amargant i Riera), профессор акушерства и гинекологии в Вашингтонском университете в Сент-Луисе, не принимавшая участия в исследовании, назвала его «впечатляющим», отметив важную роль фолликулярной среды в качестве ооцитов.
«Кроме того, оно показывает, что методы омоложения этой среды критически важны для улучшения качества ооцитов и продления фертильности», — написала она в своём письме для Live Science.
Как же эти результаты могут быть применены к проблеме возрастного бесплодия? Команде Ли сначала необходимо подтвердить, что та же модель и эксперименты работают на человеческих клетках. Однако Ли и её коллеги полагают, что в перспективе возможно создание коммерческой линии клеток для формирования фолликулов, которые можно будет культивировать вместе с стареющими ооцитами. В теории, это могло бы стать эффективным методом омоложения старых яйцеклеток и снижения риска выкидыша. Предполагается, что такое лечение будет применяться в рамках ЭКО.
