Как ученые приближаются к пониманию возрастных изменений яйцеклеток: путь к сохранению женской фертильности

С возрастом женский организм сталкивается с постепенным снижением фертильности, и одной из главных причин этого процесса является увеличение числа хромосомных ошибок в яйцеклетках. Эти нарушения — анеуплоидия — ведут к бесплодию, невынашиванию беременности и генетическим заболеваниям, включая синдром Дауна. До недавнего времени оставалось неясно, почему эти ошибки накапливаются именно после 35–40 лет, а не распределяются равномерно на протяжении жизни.

Новое исследование Йельского университета, опубликованное в журнале Nature Aging, дало ключ к разгадке этой загадки. Учёные создали систему «синтетического старения ооцитов», которая позволяет воспроизводить возрастные изменения яйцеклеток у мышей без ожидания естественного старения. Этот подход даёт возможность точно контролировать процесс ослабления когезионного взаимодействия — молекулярного «клея», удерживающего хромосомы вместе.

С помощью технологии редактирования генома CRISPR исследователи модифицировали белок REC8, отвечающий за стабильность хромосом. Используя покадровую микроскопию и системы деградации белков, они смогли наблюдать, как постепенное ослабление REC8 вызывает хаотичное распределение хромосом и приводит к анеуплоидии.

Выяснилось, что одной потери REC8 недостаточно для объяснения возрастных изменений. Существенную роль играют и другие клеточные структуры, включая актиновый цитоскелет и белок центромеры CENP-A. Когда эти элементы теряют устойчивость, нарушается равномерное разделение хромосом, что увеличивает вероятность ошибок.

Исследование показало, что система, обеспечивающая точное деление клеток, с возрастом нарушается сразу по нескольким направлениям: снижение уровня белка REC8; потеря целостности цитоскелета; ослабление структуры центромеры; сбой в работе веретена деления. Одновременное ослабление этих механизмов объясняет резкий рост хромосомных аномалий у женщин старше 35 лет.

Созданная модель открывает новые перспективы для изучения молекулярных процессов, влияющих на старение яйцеклеток, и для разработки профилактических мер. В перспективе этот метод может стать основой для высокопроизводительных скрининговых платформ, применяемых в фармакологии при поиске препаратов, способных сохранять стабильность клеточных структур.

Это направление особенно важно, поскольку рост случаев бесплодия и онкологических заболеваний репродуктивной системы, таких как рак груди и рак матки, связан с возрастными гормональными изменениями и поздним деторождением. Поддержание здоровья яйцеклеток становится не только задачей репродуктивной медицины, но и профилактикой гормонозависимых заболеваний.

Понимание механизмов старения яйцеклеток даёт шанс продлить репродуктивное долголетие женщин, улучшить качество жизни и снизить риски, связанные с возрастными изменениями. Новый подход Йельских учёных — шаг к будущему, в котором каждая женщина сможет планировать семью и карьеру, не ограничиваясь узкими рамками биологических часов.