UCLA mokslininkai sukūrė pirmąjį išsamų kelių žemėlapį, parodantį, kaip formuojasi kiaušidžių rezervas primatams, suteikdami svarbiausias įžvalgas apie moterų sveikatą, galinčią revoliucionizuoti nevaisingumo ir hormoninių sutrikimų, tokių kaip policistinis kiaušidžių sindromas, arba PCOS, gydymo.
Tyrimas, išsamiai aprašytas Gamtos ryšiaiatstovauja šešerių metų UCLA, Harvardo, UC San Francisko ir Oregono nacionalinio primatų tyrimų centro bendradarbiavimui.
Kiaušidžių rezervas – kiaušinių, su kuriais gimsta moteris, kiekis visą gyvenimą, yra ne tik kaip dauginimosi pagrindas, bet ir kaip hormonų gamybos variklis kiaušidėse.
„Būtent tai leidžia moterims tapti motinomis, mergaitėms progresuoti brendimo metu ir veikti kaip biologinis laikrodis, suskaičiuotas pagal menopauzę“, – teigė vyresnysis autorius Amanderis Clarkas, molekulinių, ląstelių ir vystymosi biologijos profesorius bei ELI ir Edythe plačiosios regeneracinės medicinos centro ir kamieninių ląstelių tyrimų narys UCLA.
„Dabar turime vadovą, kuris galėtų padėti mokslininkams sukurti tikslesnius žmogaus kiaušidžių modelius, kad būtų galima geriau ištirti kiaušidžių ligas ir disfunkciją.”
Modelis, atspindintis žmogaus kiaušidžių rezervų plėtrą
Nepaisant to, kad buvo valdoma tiek daug svarbių moterų sveikatos aspektų, tai, kaip šis baigtinis kiaušinių tiekimas iš tikrųjų vystosi, išliko paslaptis.
Didžiausia kliūtis buvo prieiga. Žmonėms kiaušidžių rezervas susidaro visiškai prieš gimdymą, o tai yra nepaprastai sunkus laikas studijuoti.
Siekdama įveikti šią kliūtį, tyrimų komanda kreipėsi į „Rhesus Macaque“ – primatą, kuriame apie 93% savo DNR dalijasi su žmonėmis ir patiria nepaprastai panašų kiaušidžių ir kiaušidžių atsargų plėtrą.
„Mums reikėjo modelio, turinčio panašią fiziologiją kaip ir žmonės“, – sakė pirmasis autorius Sissy Wamaitha, „Clark Lab“ podoktorantūros tyrinėtojas. „Ir iš istorinių tyrimų mes žinome, kad įvairūs kiaušidžių atsargų formavimo žingsniai primatams yra labai panašūs į tai, kas vyksta žmonėms.”
Tyrimo komanda pradėjo nustatyti kritinius kiaušidžių rezervo vystymosi etapus, įskaitant pradinį kiaušidžių formavimąsi, moterų lyties nustatymą ir folikulų formavimąsi – procesą, kurio metu apsauginiai maišai vystosi aplink kiaušinius kiaušidėse, kad palaikytų jų išgyvenimą.
Naudodami pažangiausias vienos ląstelės sekos nustatymo ir erdvinės transkriptomikos technologijas, jie išanalizavo šias raidos momentinius vaizdus ląstelių ir molekulinių lygmenyje, pradedant nuo keleto ankstyviausių kiaušidžių ir kiaušidžių rezervų vystymosi etapų.
„Moterų sveikata jau yra nepakankamai ištirta, tačiau ypač kiaušidės buvo apleistos“, – teigė Wamaitha. „Norėdami veiksmingai gydyti reprodukcinės sveikatos būklę, taip pat vis daugiau bendrų sveikatos problemų, kurias dabar pripažįstame, daro įtaką žmonėms su kiaušidėmis – pirmiausia turime išsiugdyti esminį supratimą apie visą šio organo funkcijos apimtį”.
Sprendžiant mini grybo paslaptį
Vienas iš pagrindinių tyrimo išvadų pateikia pirmąjį ląstelių paaiškinimą apie mini pulką-paslaptingą hormonų viršįtampį, kuris atsiranda kūdikiams netrukus po gimimo.
Mokslininkai pastebėjo, kad specializuotos hormonus gaminančios ląstelės suaktyvėja kiaušidėse prieš pat gimdymą, ir šis laikotarpis to, ką Wamaitha vadina „praktikos augimu“, yra atsakingas už hormonų smaigalį, aptiktą per mini pulką.
Kūdikiams, kurie nepatiria mini pulko, šio hormonų antplūdžio nebuvimas galėtų būti ankstyvas kiaušidžių disfunkcijos biomarkeris, pavyzdžiui, PCOS, kuris paveikia maždaug 10% moterų visame pasaulyje.
„Jei mes galime nustatyti kūdikystės rizikos veiksnius, kurie daro įtaką kiaušidžių sveikatai, tada galima atlikti ankstyvas intervencijas, kad šios moterys nepatirtų brendimo“, – sakė Clarkas, kuris taip pat yra UCLA reprodukcinio mokslo, sveikatos ir švietimo centro direktorė.
Kiti veiksmai: geresnių kiaušidžių modelių kūrimas
Pirmasis tokio pobūdžio atlasas turi tiesioginį pritaikymą kamieninių ląstelių tyrėjams, kurie ilgą laiką siekė tiksliau auginti kiaušidžių organoidus laboratorijoje.
Anksčiau šioms pastangoms trukdė, nes mokslininkams trūko išsamios informacijos, reikalingos norint patikrinti, ar jie sukuria teisingus specializuotus ląstelių tipus, reikalingus kiaušidžių rezervo formavimui.
Naudodama šį naują kelio žemėlapį, tyrimų komanda jau stengiasi generuoti pagrindines kiaušidžių atramines ląsteles iš sukeltų pluripotentinių kamieninių ląstelių.
Jei pasiseks, jie gali sujungti šias inžinerines atramines ląsteles su laboratorijoje užaugintomis lytinėmis ląstelėmis, kad sukurtų sudėtingus 3D kiaušidžių modelius-tai padidina mūsų supratimą apie nevaisingumo priežastis ir pagreitins gydymo vystymąsi.
„Šis projektas parodo pagrindinių tyrimų vertę“, – teigė Clarkas. „Mes tobuliname žinias apie nepakankamai ištirtą organą, kad sukurtume įrankius, kurie visur galėtų prasmingai pagerinti moterų ir mergaičių sveikatą.”