Исследование, проведенное Центром геномной регуляции (CRG) в Барселоне, показало, что человеческие яйцеклетки замедляют активность своих систем утилизации отходов по мере созревания. Этот процесс помогает им поддерживать низкий метаболизм и минимизировать повреждения, оставаясь в неактивном состоянии десятилетиями.
Женщины рождаются с запасом от одного до двух миллионов незрелых яйцеклеток, который к менопаузе сокращается до нескольких сотен. Каждая яйцеклетка должна выдерживать износ до пяти десятилетий, прежде чем она сможет поддержать беременность. Переработка белков имеет решающее значение для поддержания клеток, а лизосомы и протеасомы являются основными единицами утилизации отходов. Однако каждый раз, когда эти клеточные компоненты разрушают белки, они потребляют энергию и могут генерировать активные формы кислорода (АФК), которые могут повредить ДНК и мембраны. Исследователи предположили, что, замедляя переработку, яйцеклетка сводит к минимуму производство АФК, одновременно выполняя необходимые задачи по обслуживанию для выживания.
В ходе исследования были проанализированы более 100 яйцеклеток от 21 здоровой донорки в возрасте от 19 до 34 лет. Семьдесят из них были готовы к оплодотворению, а 30 — еще незрелыми ооцитами. С помощью флуоресцентных зондов отслеживалась активность лизосом, протеасом и митохондрий в живых клетках. Все три показателя были примерно на 50% ниже, чем у окружающих клеток-носителей яйцеклеток, и еще больше снижались по мере созревания клеток. Прижизненная визуализация показала, как яйцеклетки выбрасывали лизосомы в окружающую жидкость за несколько часов до овуляции. Одновременно митохондрии и протеасомы мигрировали к внешнему краю клетки.
«Это своего рода генеральная уборка, которую, как мы не знали, могут делать человеческие яйцеклетки», — говорит первый автор исследования доктор Габриэле Заффанини. Это исследование является наиболее масштабным исследованием здоровых человеческих яйцеклеток, полученных непосредственно от женщин. До настоящего времени большинство лабораторных исследований опиралось на яйцеклетки, искусственно созревшие в культуральных чашках, однако эти ооциты, созревшие in vitro, часто демонстрируют аномальное поведение и связаны с худшими результатами ЭКО.
Кроме того, это исследование может привести к разработке новых стратегий для повышения успешности миллионов циклов ЭКО, предпринимаемых ежегодно во всем мире. «Пациентам с проблемами фертильности часто советуют принимать случайные добавки для улучшения метаболизма яйцеклеток», — отмечает один из авторов исследования и руководитель группы в CRG доктор Элван Бёке. Однако, «наблюдая за свежедонорскими яйцеклетками, мы обнаружили свидетельства того, что противоположный подход, поддержание естественно спокойного метаболизма яйцеклетки, может быть лучшей идеей для сохранения качества», — добавляет он.
Команда планирует изучить яйцеклетки от более старших донорок и из неудачных циклов ЭКО, чтобы выяснить, снижается ли ограничение активности клеточных единиц утилизации отходов с возрастом или болезнью. Исследования показывают, что качество яйцеклеток значительно снижается после 35 лет, причем скорость снижения ускоряется в конце 30-х годов из-за естественного старения, влияющего на генетический состав и общее состояние яйцеклеток. Это снижение создает проблемы для достижения успешных результатов ЭКО, основанных на качестве яйцеклеток, и подчеркивает важность получения яйцеклеток наилучшего качества для ЭКО. Высококачественные яйцеклетки необходимы, поскольку они увеличивают шансы на оплодотворение и снижают риск хромосомных аномалий, которые могут препятствовать успешному развитию эмбриона, обеспечивая наилучшее качество яйцеклеток для ЭКО.