Οι επιστήμονες έχουν κάνει ένα σημαντικό βήμα προς την κατανόηση τού γιατί τα ανθρώπινα ωάρια γίνονται πιο επιρρεπή σε χρωμοσωμικά σφάλματα με την πάροδο της ηλικίας κι αν αυτό θα μπορούσε κάποτε να αντιστραφεί.
Η έρευνα, που δημοσιεύτηκε τον Νοέμβριο στο περιοδικό Nature Aging, κάνει λόγο για ένα νέο εργαλείο που επιτρέπει στους επιστήμονες να αναπαράγουν τις αλλαγές που παρατηρούνται στα ωάρια κατά τη διαδικασία της γήρανσης. Η τεχνική, η οποία εφαρμόζεται σε ωάρια ποντικού, δεν απαιτεί από τους ερευνητές να περιμένουν να γεράσουν τα ποντίκια ή να συλλέξουν ηλικιωμένα ανθρώπινα ωάρια για μελέτη, και τους επιτρέπει να εστιάσουν σε διαφορετικές δυνάμεις που θα μπορούσαν να συμβάλλουν στην παρακμή ενός ωαρίου.
«Δημιούργησαν ένα εργαλείο που θα τους επιτρέψει να το ξεδιαλύνουν αυτό με πραγματικά όμορφο τρόπο», δήλωσε η Bettina Mihalas , μεταδιδακτορική ερευνήτρια στο Πανεπιστήμιο της Νέας Νότιας Ουαλίας στο Σίδνεϊ, η οποία δεν συμμετείχε στην έρευνα. «Η δυνατότητα να διακρίνουμε αυτούς τους μηχανισμούς δίνει μια καλύτερη εικόνα για το τι συμβαίνει και σας επιτρέπει να παρέμβετε με μεγαλύτερη ακρίβεια», δήλωσε στο Live Science η Mihalas, η οποία μελετά στρατηγικές για τη βελτίωση της γονιμότητας κατά τη γήρανση.
Αυτή η έρευνα βρίσκεται ακόμη στα αρχικά της στάδια, αλλά τελικά, οι συγγραφείς της μελέτης ελπίζουν ότι θα μπορούσε να βοηθήσει στην επέκταση των δυνατοτήτων των γυναικών που σχεδιάζουν να αποκτήσουν παιδιά αργότερα στη ζωή τους.
«Η γήρανση του γυναικείου αναπαραγωγικού συστήματος είναι μια σημαντική πηγή ανισότητας», είπε ο Binyam Mogessie, αναπληρωτής καθηγητής στο Yale University School of Medicine. «Οι γυναίκες πρέπει να κάνουν επιλογές που οι άνδρες δεν χρειάζεται» όταν σκέφτονται πότε να ξεκινήσουν οικογένεια. Αξίζει να σημειωθεί ότι το ποσοστό γεννήσεων σε γυναίκες κάτω των 30 ετών μειώνεται, ενώ αυξάνεται για τις άνω των 30 στις ΗΠΑ. Με άλλα λόγια, όλο και περισσότερες γυναίκες κάνουν παιδιά σε μεγαλύτερη ηλικία, όταν αυξάνεται ο κίνδυνος χρωμοσωμικών ανωμαλιών.
Μοντέλο γήρανσης των ωαρίων
Οι γυναίκες γεννιούνται με όλα τα ωάρια που θα έχουν στη ζωή τους, και με την πάροδο του χρόνου αυτά απελευθερώνονται μέσω της εμμήνου ρύσεως. Τα ωάρια που δεν έχουν απελευθερωθεί παραμένουν στις ωοθήκες για δεκαετίες.
Γύρω στην ηλικία των 30, τα ωάρια είναι πιο πιθανό να φέρουν μη φυσιολογικό αριθμό χρωμοσωμάτων, περισσότερα ή λιγότερα από 46. Μελέτες δείχνουν ότι ο κίνδυνος αυξάνεται σχεδόν εκθετικά μετά τα 35, και αυξάνεται ξανά στα 40 και 45 χρόνια. Αυτές οι χρωμοσωμικές ανωμαλίες μπορούν να προκαλέσουν υπογονιμότητα και απώλεια κύησης, καθώς και γενετικές διαταραχές στα παιδιά, κάποιες από τις οποίες μπορεί να προκαλέσουν σοβαρές αναπηρίες ή θάνατο.
Οι επιστήμονες δεν είναι ακόμη σίγουροι γιατί ο κίνδυνος ανευπλοειδίας (αριθμητική χρωμοσωμική ανωμαλία στην οποία υπάρχει ένα επιπλέον ή ένα λιγότερο χρωμόσωμα) αυξάνεται τόσο πολύ με την ηλικία. «Η κυρίαρχη θεωρία είναι ότι οι δυνάμεις που κρατούν τα χρωμοσώματα μαζί, πριν αυτά χωριστούν κατά τη γονιμοποίηση, αποτυγχάνουν προοδευτικά με την ηλικία», εξήγησε ο Mogessie.
Σε διάφορα στάδια του κυτταρικού κύκλου ενός ωαρίου, κάθε χρωμόσωμα περιέχει δύο «αδελφές χρωματίδες» που συγκρατούνται μαζί από μια μοριακή κόλλα, και αργότερα αυτές οι αδελφές αποτραβιούνται η μία από την άλλη. Είναι γνωστό ότι αυτή η κόλλα εξασθενεί με την ηλικία, οδηγώντας σε προβλήματα διαχωρισμού των χρωματιδών που συμβάλλουν στην ανευπλοειδία. Ωστόσο, αυτό δεν εξηγεί όλη την ιστορία· δεν απαντά στο γιατί παρατηρείται απότομη αύξηση των χρωμοσωμικών σφαλμάτων περίπου γύρω στην ηλικία των 30 ετών, λέει ο Mogessie.
Για να διερευνήσουν αυτό το μυστήριο, οι ερευνητές ανέπτυξαν μια πειραματική διάταξη για να ενεργοποιήσουν αλλαγές που μοιάζουν με γήρανση στα ωάρια και να παρακολουθήσουν πώς άλλαζαν τα ωάρια στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας μικροσκοπία time-lapse υψηλής ανάλυσης. Ένα βασικό μέρος του μοντέλου ήταν η χρήση του συστήματος επεξεργασίας γονιδίων CRISPR για την τροποποίηση ενός κρίσιμου συστατικού της μοριακής κόλλας που συγκρατεί τα χρωμοσώματα: μια πρωτεΐνη που ονομάζεται REC8.
Με την τροποποίηση αυτή προστέθηκε ένας διακόπτης στην REC8, που όταν ενεργοποιούνταν, η πρωτεΐνη διασπόταν. Με αυτό το σύστημα, οι επιστήμονες μπορούσαν να ελέγχουν ακριβώς τον βαθμό διάσπασης της REC8, προσομοιώνοντας τη φυσική γήρανση.
«Στα ζώα, αυτές οι διαδικασίες μπορεί να χρειαστούν χρόνια, στους ανθρώπους, δεκαετίες», είπε ο Mogessie. Αλλά η νέα τεχνική «το κάνει σε 60 έως 90 λεπτά».
Προηγουμένως, οι ερευνητές είχαν χρησιμοποιήσει αντισώματα για να επηρεάσουν την REC8 με παρόμοιο τρόπο, αλλά η διαδικασία ήταν δύσκολη και ο βαθμός διάσπασης δύσκολος στον έλεγχο. Η νέα μέθοδος είναι πιο ακριβής και λιγότερο επεμβατική.
Ανοίγει ο δρόμος για μελλοντικές θεραπείες
Η ομάδα έδειξε ότι η διάσπαση της REC8 σε διαφορετικό βαθμό προκαλούσε σφάλματα στη διαίρεση των χρωμοσωμάτων και ανευπλοειδία, όπως παρατηρείται φυσιολογικά σε «γερασμένα ωάρια». Αυτό επέτρεψε επίσης τον προσδιορισμό ενός κρίσιμου ορίου απώλειας της REC8 όπου τα σφάλματα αυξάνονται απότομα.
Οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι η φθορά των ωαρίων οφείλεται και σε άλλους παράγοντες, όπως άλλες πρωτεΐνες και νημάτια που συμμετέχουν στο διαχωρισμό των χρωμοσωμάτων. Παρεμβάσεις σε αυτά αύξησαν ακόμη περισσότερο τα χρωμοσωμικά σφάλματα.
Συνολικά, αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι η αποδιάρθρωση της πρωτεΐνης που συγκρατεί τις αδελφές χρωματίδες πιθανότατα προδιαθέτει τα ωάρια σε ανευπλοειδία. Ωστόσο, η ξαφνική αύξηση των χρωμοσωμικών σφαλμάτων που παρατηρείται σε άτομα στις ηλικίες των 30 και 40 ετών οφείλεται πιθανότατα στη «συνεργιστική αποτυχία» πολλών στοιχείων αυτού του μηχανισμού που διαχωρίζει τα χρωμοσώματα, σύμφωνα με την ομάδα.
Η νέα μέθοδος θα επιτρέψει περαιτέρω μελέτες για την επίδραση της γήρανσης στα ωάρια και ίσως στο μέλλον, τη δοκιμή θεραπειών που θα μειώνουν τα χρωμοσωμικά σφάλματα, όπως σε ωάρια νεότερης ηλικίας, ιδίως σε πλαίσιο εξωσωματικής γονιμοποίησης.
«Αυτό ανοίγει το δρόμο για προληπτικά μέτρα που θα βελτιώσουν την ποιότητα των ωαρίων, τουλάχιστον σε κλινική IVF», είπε ο Mogessie. «Θα είχε τεράστιο αντίκτυπο».
ΠΗΓΗ: Livescience
