Biologinio laikrodžio pažymėjimas ypač garsus kiaušidėse – organuose, kurie kaupia ir išleidžia moters kiaušinius. Nuo 25 iki 40 metų moters galimybė pastoti kiekvieną mėnesį drastiškai mažėja.
Dešimtmečius mokslininkai atkreipė dėmesį į tai, kad kiaušinių kokybė yra pagrindinė kaltininkas. Tačiau nauji UC San Francisko ir Chano Zuckerbergo „Biohub San Francisco“ tyrimai rodo, kad istorija yra didesnė nei kiaušiniai: aplinkinės ląstelės ir kiaušidžių audiniai vaidina lemiamą vaidmenį, kaip kiaušiniai subręsta ir kaip greitai derlingumas mažėja.
„Mes ilgai galvojome apie kiaušidžių senėjimą kaip tiesiog kiaušinių kokybės ir kiekio problemą“, – sakė Diana Laird, Ph.D. Mokslasir UCSF akušerijos, ginekologijos ir reprodukcinių mokslų profesorius.
„Tai, ką mes parodėme, yra tai, kad aplink kiaušinius aplink kiaušinius – atramines ląsteles, nervus ir jungiamąjį audinį – taip pat keičiasi ir su amžiumi.”
Suprasti šiuos pokyčius gali būti svarbiausia ne tik pratęsti vaisingumą, bet ir pagerinti sveikatą. Daugelio su amžiumi susijusių ligų rizika padidėja po menopauzės ar kiaušidžių pašalinimo, o sulėtėjęs kiaušidžių senėjimas galėtų padėti sumažinti šią riziką.
„Derindami pažangiausią„ Laird Lab “vaizdą su biohubo kompetencija dviejų rūšių vienos ląstelės sekos sudaryme, mes sugebėjome suprasti kiaušides precedento neturinčiomis detalėmis“,-sakė Norma Neff, Ph.D., „Genomics“ platformos direktorė San Francisco biohub, kuri bendradarbiavo su Laird'u.
„Šis technologijomis pagrįstas požiūris leido mums atskleisti naujus ląstelių tipus, suteikdami pagrindą būsimiems atradimams reprodukcinei sveikatai.”
Kiaušiniui auginti reikia visos ekosistemos
Laird ir jos kolegos išsiaiškino, kaip normalus senėjimas atrodo pelių ir žmonių kiaušidėse. Pirma, jie sukūrė naują trijų matmenų vaizdo gavimo techniką, leidžiančią jiems vizualizuoti kiaušinius kiaušidėse, nereikia pjaustyti organų į plonus sluoksnius, kaip buvo daroma anksčiau.
Pelėms, kurios buvo lygiaverčiai nuo 30 iki 40 žmonių, jie pastebėjo dramatišką abiejų nesubrendusių poilsio kiaušinių, laukiančių rezervate, ir augančių kiaušinių, pradedančių subręsti ovuliacijai, kritimą. Ir kaip ir 30 -ies moterys, pelės lengvai neįsivaizdavo apvaisinimo in vitro (IVF).
Kai mokslininkai išplėtė savo 3D vaizdą žmogaus kiaušidėms, jie atskleidė netikėtą išvadą: kiaušiniai nėra tolygiai išsibarstę po visą kiaušidžių. Vietoj to, jie susikaupia „kišenėse“, apsuptose zonose be kiaušinių. Su amžiumi kiaušinių tankis šiose kišenėse mažėja.
„Tai buvo staigmena – mes manėme, kad kiaušiniai bus paskirstyti tolygiau, atsižvelgiant į tai, ką matome besivystančiose kiaušidėse“, – sakė Laird, kuris yra biohubo tyrėjas ir ELI bei Edythe plačiosios regeneravimo medicinos centro narys UCSF.
„Šios kišenės leidžia manyti, kad net vienoje kiaušidėje aplink kiaušinį aplinka gali paveikti, kiek ji trunka ir kaip gerai subręsta.”
Toliau tyrėjai kartu su Neffo grupe biohube subūrė kartu su Neffo grupe, norėdami ištirti, kokie genai buvo aktyvūs kiaušidžių ląstelėse, senstant. Žmonių kiaušidžių audiniai sunku atsirasti, o kiaušiniai yra dideli ir nepaprastai trapūs. Taigi, užuot naudoję standartinius miniatiūrinius įtaisus, kurie atskiria ir pažymi ląsteles, kad sektų jų aktyvius genus, grupė kruopščiai išskirė atskirus kiaušinius rankomis, kad atskirtų juos nuo kitų ląstelių.
Ištyrę beveik 100 000 pelių ir žmogaus ląstelių, jie nustatė 11 pagrindinių kiaušidžių randamų ląstelių tipų, įskaitant vieną staigmeną: glia, atraminių ląstelių rūšis, paprastai susijusi su nervais ir plačiausiai ištirtas smegenyse, buvo kiaušidėse.
Tuo pačiu metu tyrimas atskleidė, kad simpatiniai nervai – tie patys nervai, susiję su „kova ar skrydžio“ reakcija – formuoja tankius kiaušidžių tinklus, kurie su amžiumi tampa dar tankesni.
Kai tyrėjai panaikino šiuos nervus pelėms, gyvūnai turėjo daugiau kiaušinių atsargoje, tačiau mažiau to subrendo, o tai rodo, kad nervai padeda nuspręsti, kada kiaušiniai pradeda augti. Kartu stebėjimai apie glia ir simpatinius nervus rodo naują nervų sistemos vaidmenį kiaušidžių sveikatai.
Kitos atraminės ląstelės, vadinamos fibroblastais, taip pat pasikeitė su amžiumi, sukeldamos uždegimą ir randus 50 -ies metų moterų kiaušidėms – metų anksčiau nei tokie randai atsiranda tokiuose organuose kaip plaučiai ar kepenys.
„Visa tai rodo visiškai naują tyrimo liniją apie tai, kaip nervai, kraujagyslės ir kiti ląstelių tipai bendrauja su kiaušiniais“,-teigė Laird. „Tai mums sako, kad kiaušidžių senėjimas yra ne tik apie kiaušinių ląsteles, bet ir apie visą jų ekosistemą”.
Poveikis vaisingumui ir už jos ribų
Tyrėjams vienas iš svarbiausių naujojo darbo pasirinkimo yra žmogaus ir pelių kiaušidžių panašumas.
„Iki šiol buvo šiek tiek neaišku, ar mes galime naudoti peles kaip modelį žmonėms, kai kalbame apie kiaušides – turime gana skirtingus reprodukcinius langus“, – teigė Laird. „Tačiau panašumai, kuriuos matėme šiame tyrime, verčia mus įsitikinti, kad galime judėti į priekį pelėms ir pritaikyti šias pamokas žmonėms.”
Be to, naujasis sveikų kiaušidžių planas laikui bėgant siūlo pradinę vietą paklausti, kaip kiaušidžių senėjimas keičiasi skirtingose situacijose. Laird komanda jau pradeda tyrimus, tikrindama, ar kai kurie vaistai gali pakeisti kiaušidžių senėjimo laiką ar greitį, sakė ji.
Galų gale jie tikisi atskleisti būdus, kaip sulėtinti kiaušidžių senėjimą ar atidėti vaisingumą tiek vaisingumui, tiek kitoms ligoms, tokioms kaip širdies ir kraujagyslių ligos, kurios yra būdingos moterims po menopauzės.
„Jaunimo fontanas iš tikrųjų gali būti kiaušidės“,-sakė UCSF podoktorantė Eliza Gaylord, kuri yra pirmiausia tyrimo autorė. „Vėluojant kiaušidžių senėjimui, būtų galima skatinti sveikesnį senėjimą.”