Ученые Национального университета Сингапура открыли новый подход к омоложению старых яйцеклеток
Исследователи из Института механобиологии (MBI) Национального университета Сингапура (NUS) и Центра репродуктивного долголетия и равенства NUS Bia Echo Asia (ACRLE), базирующегося в Медицинской школе NUS Yong Loo Lin (NUS Medicine), разработали инновационную методику для значительного повышения репродуктивного потенциала старых ооцитов или незрелых яйцеклеток, потенциально прокладывая путь к лучшим результатам вспомогательных репродуктивных технологий, таких как экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО), для пожилых женщин. Группа продемонстрировала омоложение ооцитов из старой доклинической модели с использованием молодой фолликулярной среды для частичного восстановления ее репродуктивной функции и, в свою очередь, сгенерировала яйцеклетку лучшего качества для ЭКО.
Репродуктивное старение женщин — это естественный процесс, связанный с изменениями в репродуктивной системе женщины с течением времени, включая резкое снижение количества и качества яйцеклеток. Поскольку многие женщины решают рожать детей в более позднем возрасте, понимание и смягчение воздействия старения на качество яйцеклеток стало критически важным для разработки стратегий успешного созревания яйцеклеток, оплодотворения и развития эмбриона.
Работая на переднем крае, чтобы понять механизмы женского репродуктивного старения, группа исследователей во главе с профессором Ронгом Ли, директором MBI, и доктором Ваном Хайяном, старшим научным сотрудником MBI, а также учеными и клиницистами ЭКО из NUS Medicine и ACRLE, сконструировала и использовала гибридные овариальные фолликулы, извлеченные из доклинической модели, чтобы предоставить прямые доказательства того, что старая фолликулярная среда может нанести вред качеству и потенциалу развития молодых ооцитов. Что еще важнее, группа продемонстрировала, что ооцит из старой фолликулярной среды можно омолодить, пересадив его в молодую фолликулярную среду.
«Вдохновение для этого исследования пришло из растущей потребности в решении проблем фертильности, связанных с возрастом. Крайне любопытно, что женская репродуктивная система, особенно фолликулы яичников, содержащие ооциты, по-видимому, являются самой быстро стареющей системой человеческого организма. Этот факт побудил нас копнуть глубже, чтобы гораздо лучше понять этот процесс старения и найти способы его смягчения», — сказал профессор Ли.
Новый подход и результаты исследования влияния фолликулярной среды на ооциты были опубликованы в журнале Nature Aging 9 сентября 2024 года.
Овариальный фолликул — это базовая функциональная единица в яичнике млекопитающего, состоящая из соматических клеток (клеток гранулезы), которые окружают и поддерживают ооцит (незрелую яйцеклетку) по мере его роста и созревания перед овуляцией. Клетки гранулезы взаимодействуют с ооцитом, обеспечивая необходимые питательные вещества и компоненты через каналы, известные как трансзональные проекции. В свою очередь, ооцит обеспечивает ключевые компоненты, которые сигнализируют о росте и развитии клеток гранулезы.
Исследователи MBI воспользовались этим пониманием взаимосвязи между соматическими клетками фолликула яичника и ооцитом для создания гибридных фолликулов яичника с помощью платформы культивирования ex-vivo 3D, опираясь на предыдущие методы. Затем команда извлекла ооцит из его исходной фолликулярной среды и пересадила его в новую фолликулярную среду, из которой был удален собственный ооцит, для создания гибридного фолликула яичника.
Для начала исследователи подтвердили, что старые гранулезные клетки, по сравнению с молодыми гранулезными клетками, демонстрируют увеличение признаков старения, таких как увеличение показателей повреждения ДНК и других факторов, связанных с запрограммированной смертью клеток. Они показали, что эта старая фолликулярная среда может снизить качество и потенциал развития молодого ооцита.
Затем исследовательская группа создала гибридные овариальные фолликулы, содержащие старый ооцит (т. е. незрелую яйцеклетку из старой фолликулярной среды) в молодой фолликулярной среде. Исследователи продемонстрировали, что качество и способность к развитию старого ооцита могут быть в значительной степени, хотя и не полностью, восстановлены посредством «воспитания» в молодой фолликулярной среде. Группа обнаружила, что восстановление качества старого ооцита было связано с перестройкой его метаболизма и экспрессии генов.
Исследователи обнаружили, что молодые гранулезные клетки, которые были намного лучше в установлении трансзональных проекций к старому ооциту, помогли облегчить это восстановление. Кроме того, наблюдалось улучшение функции и здоровья митохондрий ооцита, важных органелл для производства энергии и клеточного метаболизма.
Группа также предоставила доказательства того, что молодая фолликулярная среда может поддерживать гораздо более точное разделение генома ооцита, которое должно происходить правильно во время созревания ооцита, чтобы предотвратить анеуплоидию — наличие аномального числа хромосом в клетке или организме. Все эти улучшения повышают успешность эмбрионального развития после ЭКО, что приводит к показателю живорождения примерно в три раза выше, чем тот, который достигается со старыми ооцитами, не подвергавшимися воздействию молодой фолликулярной среды.
Команда NUS подала заявку на патент на это нововведение, в частности, на метод омоложения старых ооцитов путем воздействия на них молодой фолликулярной микросреды.
Финансирование данного исследования было предоставлено ACRLE, NUS Medicine и Национальным исследовательским фондом Сингапура.
«Результаты этого исследования подтверждают концепцию и служат основой для разработки неинвазивных клеточных стратегий по улучшению качества яйцеклеток у пожилых женщин или женщин, репродуктивная способность которых нарушена другими заболеваниями, что может привести к улучшению результатов вспомогательных репродуктивных технологий, таких как ЭКО», — сказал доктор Ван.
Исследователи надеются реализовать потенциальное применение своего передового открытия, проведя более тщательные исследования, чтобы понять, как молодая фолликулярная среда может улучшить качество старого ооцита, подтвердить основные выводы этого исследования с использованием человеческих клеток и ооцитов и разработать оптимизированную линию фолликулярных клеток, которую можно будет использовать для улучшения качества яйцеклеток для лучших результатов ЭКО.
Источник: www.newswise.com
Репродуктивное старение женщин — это естественный процесс, связанный с изменениями в репродуктивной системе женщины с течением времени, включая резкое снижение количества и качества яйцеклеток. Поскольку многие женщины решают рожать детей в более позднем возрасте, понимание и смягчение воздействия старения на качество яйцеклеток стало критически важным для разработки стратегий успешного созревания яйцеклеток, оплодотворения и развития эмбриона.
Работая на переднем крае, чтобы понять механизмы женского репродуктивного старения, группа исследователей во главе с профессором Ронгом Ли, директором MBI, и доктором Ваном Хайяном, старшим научным сотрудником MBI, а также учеными и клиницистами ЭКО из NUS Medicine и ACRLE, сконструировала и использовала гибридные овариальные фолликулы, извлеченные из доклинической модели, чтобы предоставить прямые доказательства того, что старая фолликулярная среда может нанести вред качеству и потенциалу развития молодых ооцитов. Что еще важнее, группа продемонстрировала, что ооцит из старой фолликулярной среды можно омолодить, пересадив его в молодую фолликулярную среду.
«Вдохновение для этого исследования пришло из растущей потребности в решении проблем фертильности, связанных с возрастом. Крайне любопытно, что женская репродуктивная система, особенно фолликулы яичников, содержащие ооциты, по-видимому, являются самой быстро стареющей системой человеческого организма. Этот факт побудил нас копнуть глубже, чтобы гораздо лучше понять этот процесс старения и найти способы его смягчения», — сказал профессор Ли.
Новый подход и результаты исследования влияния фолликулярной среды на ооциты были опубликованы в журнале Nature Aging 9 сентября 2024 года.
Восстановление старой яйцеклетки
Овариальный фолликул — это базовая функциональная единица в яичнике млекопитающего, состоящая из соматических клеток (клеток гранулезы), которые окружают и поддерживают ооцит (незрелую яйцеклетку) по мере его роста и созревания перед овуляцией. Клетки гранулезы взаимодействуют с ооцитом, обеспечивая необходимые питательные вещества и компоненты через каналы, известные как трансзональные проекции. В свою очередь, ооцит обеспечивает ключевые компоненты, которые сигнализируют о росте и развитии клеток гранулезы.
Исследователи MBI воспользовались этим пониманием взаимосвязи между соматическими клетками фолликула яичника и ооцитом для создания гибридных фолликулов яичника с помощью платформы культивирования ex-vivo 3D, опираясь на предыдущие методы. Затем команда извлекла ооцит из его исходной фолликулярной среды и пересадила его в новую фолликулярную среду, из которой был удален собственный ооцит, для создания гибридного фолликула яичника.
Для начала исследователи подтвердили, что старые гранулезные клетки, по сравнению с молодыми гранулезными клетками, демонстрируют увеличение признаков старения, таких как увеличение показателей повреждения ДНК и других факторов, связанных с запрограммированной смертью клеток. Они показали, что эта старая фолликулярная среда может снизить качество и потенциал развития молодого ооцита.
Затем исследовательская группа создала гибридные овариальные фолликулы, содержащие старый ооцит (т. е. незрелую яйцеклетку из старой фолликулярной среды) в молодой фолликулярной среде. Исследователи продемонстрировали, что качество и способность к развитию старого ооцита могут быть в значительной степени, хотя и не полностью, восстановлены посредством «воспитания» в молодой фолликулярной среде. Группа обнаружила, что восстановление качества старого ооцита было связано с перестройкой его метаболизма и экспрессии генов.
Исследователи обнаружили, что молодые гранулезные клетки, которые были намного лучше в установлении трансзональных проекций к старому ооциту, помогли облегчить это восстановление. Кроме того, наблюдалось улучшение функции и здоровья митохондрий ооцита, важных органелл для производства энергии и клеточного метаболизма.
Группа также предоставила доказательства того, что молодая фолликулярная среда может поддерживать гораздо более точное разделение генома ооцита, которое должно происходить правильно во время созревания ооцита, чтобы предотвратить анеуплоидию — наличие аномального числа хромосом в клетке или организме. Все эти улучшения повышают успешность эмбрионального развития после ЭКО, что приводит к показателю живорождения примерно в три раза выше, чем тот, который достигается со старыми ооцитами, не подвергавшимися воздействию молодой фолликулярной среды.
Команда NUS подала заявку на патент на это нововведение, в частности, на метод омоложения старых ооцитов путем воздействия на них молодой фолликулярной микросреды.
Финансирование данного исследования было предоставлено ACRLE, NUS Medicine и Национальным исследовательским фондом Сингапура.
Взгляд в будущее лечения бесплодия
«Результаты этого исследования подтверждают концепцию и служат основой для разработки неинвазивных клеточных стратегий по улучшению качества яйцеклеток у пожилых женщин или женщин, репродуктивная способность которых нарушена другими заболеваниями, что может привести к улучшению результатов вспомогательных репродуктивных технологий, таких как ЭКО», — сказал доктор Ван.
Исследователи надеются реализовать потенциальное применение своего передового открытия, проведя более тщательные исследования, чтобы понять, как молодая фолликулярная среда может улучшить качество старого ооцита, подтвердить основные выводы этого исследования с использованием человеческих клеток и ооцитов и разработать оптимизированную линию фолликулярных клеток, которую можно будет использовать для улучшения качества яйцеклеток для лучших результатов ЭКО.
Источник: www.newswise.com
