Как человеческие яйцеклетки сохраняют свежесть 50 лет: новое открытие

Новое исследование показывает, что человеческие яйцеклетки защищают себя, подавляя внутренние системы утилизации отходов, сохраняя качество на протяжении десятилетий. Эта уникальная стратегия выживания может изменить подходы к ЭКО. Фото: Shutterstock

Человеческие яйцеклетки — одни из самых «терпеливых» клеток организма, оставаясь в состоянии покоя десятилетиями до момента использования. Исследование, опубликованное 16 июля в журнале The EMBO Journal, показывает, что по мере созревания они намеренно замедляют активность своих внутренних систем утилизации отходов — вероятно, это эволюционный механизм для поддержания низкого метаболизма и минимизации повреждений.

«Изучив более сотни свежедонорских яйцеклеток (крупнейший набор данных такого рода), мы обнаружили удивительно минималистичную стратегию, которая помогает клеткам оставаться в идеальном состоянии долгие годы», — говорит доктор Эльван Бёке, ведущий автор исследования и руководитель группы в Центре геномной регуляции (CRG) в Барселоне.

Женщины рождаются с 1-2 миллионами незрелых яйцеклеток, запас которых сокращается до нескольких сотен к моменту менопаузы. Каждая яйцеклетка должна избегать «износа» до 50 лет, прежде чем сможет поддержать беременность. Новое исследование объясняет, как им это удаётся.

Переработка белков — важный процесс «уборки» в клетке, где лизосомы и протеасомы выступают основными «мусоросжигателями». Но каждый раз при расщеплении белков эти компоненты потребляют энергию, что может приводить к образованию реактивных форм кислорода (АФК) — вредных молекул, повреждающих ДНК и мембраны. Хотя команда не измеряла АФК напрямую, они предполагают, что замедление переработки минимизирует их выработку, сохраняя при этом достаточный уровень «уборки» для выживания.

Это согласуется с предыдущей работой группы (2022 год), показавшей, что человеческие ооциты намеренно пропускают ключевую метаболическую реакцию для снижения выработки АФК. Вместе эти исследования указывают на многогранную стратегию «энергосбережения» яйцеклеток.

Открытие стало возможным благодаря анализу 100+ яйцеклеток от 21 здоровой донорши (19-34 года) из барселонской клиники Dexeus Mujer. Используя флуоресцентные маркеры, учёные отследили активность лизосом, протеасом и митохондрий. Все три показателя были на ~50% ниже, чем в окружающих клетках-поддержке, и снижались ещё сильнее при созревании.

«В последние часы перед овуляцией яйцеклетки буквально выбрасывают лизосомы в окружающую жидкость, а митохондрии и протеасомы смещаются к периферии. Это неизвестный ранее тип „генеральной уборки“», — отмечает первый автор доктор Габриэле Заффаньини.

Исследование — крупнейший анализ здоровых яйцеклеток, полученных напрямую от женщин. Большинство лабораторных работ используют искусственно созревшие in vitro ооциты, которые часто ведут себя аномально и связаны с худшими результатами ЭКО.

Открытие может улучшить миллионы циклов ЭКО ежегодно. Как поясняет доктор Бёке, популярные советы по приёму добавок для «ускорения метаболизма яйцеклеток» не имеют чётких доказательств пользы, тогда как поддержание их естественного «тихого» состояния может быть более эффективным.

Следующий этап — изучение яйцеклеток от возрастных доноров и неудачных циклов ЭКО, чтобы проверить, нарушается ли механизм контроля «мусорных систем» с возрастом или заболеваниями.

Источники: sciencedaily.com, материалы Центра геномной регуляции.