Owocne badania dotyczące płodności
Z powodu mniejszej ilości oocytów, niedojrzałych komórek jajowych w jajnikach, a także ich niższej jakości płodność u kobiet po 35. roku życia znacznie spada. Zaawansowany wiek reprodukcyjny wiąże się również z powikłaniami w trakcie ciąży i wyższym ryzykiem wystąpienia wad wrodzonych. Obserwujemy coraz większą ilość par odkładających poczęcie dziecka w czasie(odnośnik otworzy się w nowym oknie), szczególnie w krajach o wysokich dochodach. Zrozumienie biologicznego procesu leżącego u podstaw spadku rozrodczości ma zatem kluczowe znaczenie dla opracowania skutecznych interwencji, które umożliwią pomyślne zajście w ciążę.
Wpływ starzenia się na gametogenezę
W ramach finansowanego ze środków UE projektu GermAge(odnośnik otworzy się w nowym oknie) badano różne szlaki zaangażowane w proces gametogenezy, czyli produkcji oocytów i plemników. „Naszym celem było określenie czynników determinujących i odpowiedzialnych za niepłodność zależną od wieku oraz przygotowanie gruntu pod przyszłe strategie terapeutyczne lub profilaktyczne”, wyjaśnia koordynator projektu Rolf Jessberger. Podczas mejotycznego podziału komórki(odnośnik otworzy się w nowym oknie) chromosomy wiążą się na wrzecionie, aby zapewnić ich prawidłową segregację w powstających komórkach zarodkowych. W razie niepowodzenia tego procesu dochodzi do aneuploidii(odnośnik otworzy się w nowym oknie), stanu charakteryzującego się nieprawidłową liczbą chromosomów w komórce. Często prowadzi to do poronienia lub wystąpienia wad wrodzonych. Naukowcy skupili się na mechanizmach leżących u podstaw podziału mejotycznego, w tym na kluczowych białkach chromosomowych, punktach kontrolnych i obciążeniu mutacyjnym w starzejących się komórkach macierzystych. Zastosowali oni zestaw innowacyjnych technik z dziedziny biologii molekularnej i komórkowej oraz modeli zwierzęcych do analizy mysich i ludzkich komórek zarodkowych. Na uwagę zasługuje ich technika obrazowania chromosomów oocytów w czasie rzeczywistym o niezwykle wysokiej rozdzielczości, jak również śledzenia chromosomów oocytów w trójwymiarze. W ramach projektu GermAge opracowano nowatorską metodę znakowania fluorescencyjnego umożliwiającą oznaczanie i badanie istotnych struktur wrzeciona mejotycznego w oocytach. Naukowcy zaobserwowali, że wraz ze wzrostem wieku oocytów punkt kontrolny wrzeciona odpowiedzialny za prawidłową segregację chromosomów podczas mejozy ulega osłabieniu. Udało im się zidentyfikować białka odpowiedzialne za utrzymanie integralności chromosomalnej i łączenia z wrzecionem. Zespół projektu GermAge scharakteryzował czynniki modyfikujące RNA i czynniki monitorujące o krytycznym znaczeniu dla gametogenezy i płodności. Kluczowym odkryciem jest to, że jakość kohezyny(odnośnik otworzy się w nowym oknie), będącej kompleksem białkowym, w starzejących się oocytach ulega obniżeniu, co prowadzi do błędów podczas mejozy. Ponieważ kohezyny utrzymują prawidłową strukturę chromosomów oraz ich porządek w dzielących się komórkach zarodkowych, ich utrata powoduje również uszkodzenie końcówek chromosomów, co przyczynia się do niestabilności genomowej. Starzejące się oocyty wykazują zmniejszoną zdolność do korygowania nieprawidłowych połączeń z wrzecionem.
Wpływ wyników projektu GermAge
Zespół projektu GermAge zidentyfikował nowe czynniki ryzyka zależnej od wieku niewydolności męskich i żeńskich komórek zarodkowych oraz aneuploidii. Stanowią one ważne kierunki dalszych badań nad wiarygodnymi biomarkerami diagnostycznymi na potrzeby medycyny zajmującej się rozmnażaniem u ludzi. W ramach projektu opracowano wysoce innowacyjne narzędzia do badania integralności komórek zarodkowych ze szczególnym uwzględnieniem aberracji chromosomowych i związanych z chromosomami. „Projekt GermAge nie tylko przyczynia się do lepszego zrozumienia biologicznych aspektów starzenia się komórek zarodkowych, ale także zapewnia istotny wgląd w ryzyko genetyczne dla dzieci osób w starszym wieku”, podkreśla Jessberger. Narzędzia te mogłyby stanowić podstawę lepszej diagnostyki w zakresie technik wspomaganego rozrodu, oferując lepszą krioprezerwację męskich i żeńskich komórek zarodkowych oraz dokładną ocenę ryzyka wystąpienia chorób dziedzicznych poprzez spersonalizowaną genomikę. Zespół włożył wiele wysiłku w rozpowszechnianie wyników projektu GermAge w środowisku naukowym i podnoszenie świadomości społecznej na temat ryzyka związanego z rodzicielstwem w zaawansowanym wieku.
