Ljudske jajne stanice mogu trajati do 50 godina

Ljudska jajašca imaju 'standby baterijski način rada' koji im omogućuje da traju desetljećima.
Mogu trajati do 50 godina, a novootkriveni metabolički put ključan je za tu dugovječnost.

Kad se osoba rodi sa ženskim reproduktivnim sustavom, već ima razvijena sva jajašca koja će imati do kraja života. Ipak, otprilike 1 do 2 milijuna nezrelih jajnih stanica jajnika, poznatih kao jajne stanice, mogu ostati zdrave i biti uspješno oplođene do 50 godina, nagovještavajući reproduktivnim znanstvenicima da očito moraju imati tajnu strategiju za izbjegavanje oštećenja tako dugo. Sada je tim razvojnih biologa sa sjedištem u Barceloni, u Španjolskoj, otkrio da se ključni dio jajnih stanica može prebaciti u "način rada baterije u stanju pripravnosti", čuvajući ograničenu rezervu dulje.

Studija objavljena 20. srpnja 2022. u časopisu Nature otkriva da mitohondriji u jajnim stanicama ulaze u drugačiji energetski put koji zaobilazi proizvodnju slobodnih radikala - kemijskih molekula koje mogu izazvati pustoš u DNK, proteinima i staničnoj stijenki. Nalazi donose novo svjetlo na dugovječnost ovih stanica i potencijalno bi mogli pomoći u unapređenju strategija plodnosti.

“Plodnost žena opada s godinama, a ako pogledate demografske studije, sve više žena odlučuje roditi u srednjim 30-ima”, kaže Elvan Böke, viši autor studije i voditelj grupe u Cell and Developmental Biology Programu na Centar za genomsku regulaciju u Barceloni. Ali oko ove dobi, "kvaliteta jajnih stanica opada, a to predstavlja većinu problema s plodnošću žena", primjećuje ona.

Ljudske jajne stanice posebno su jedinstvene, kaže Böke. S obzirom na naš produljeni životni vijek, stanice moraju ostati uspavane u tijelu desetljećima - ali za razliku od drugih dugovječnih stanica poput neurona, one se ne mogu regenerirati, a svako oštećenje može utjecati na zdravlje bebe. To je riskantna, ali prilično uspješna strategija koja nije dobro shvaćena, objašnjava Böke. "Oociti se vrlo malo proučavaju u literaturi jer im je pristup vrlo, vrlo težak", kaže ona. Prethodna istraživanja na drugim vrstama pokazuju da normalne jajne stanice imaju spor metabolizam, što omogućuje dugoročnu stabilnost. Što to znači za dugoročni opstanak stanica, međutim, još uvijek je misterij.

"Ove stanice žive jako dugo i vjerojatno se u njima događa nešto drugo u usporedbi s drugim stanicama", kaže Bökesays. "Željeli smo znati koje su strategije jajnih stanica za održavanje mladenačke citoplazme i stanične strukture dugi niz godina."

Böke se udružio s glavnim autorom studije i genomskom istraživačicom Aidom Rodríguez-Nuevo i drugim kolegama kako bi istražili aktivnost mitohondrija u oocitima, posebno tražeći tragove štetnih reaktivnih kisikovih vrsta (ROS) ili slobodnih radikala. U određenim vrstama stanica koje ispravno funkcioniraju, ove molekule mogu pomoći u pokretanju potrebnih procesa. Ali ako su njihove razine previsoke, mogu uzrokovati mnogo štete, a u nekim slučajevima čak i uzrokovati rak. "Ne želite ih imati puno", kaže Böke.

Problemi s mitohondrijima jedan su od glavnih razloga nakupljanja reaktivnog kisika u tijelu. Kao elektrane stanica, mitohondriji imaju niz proteinskih kompleksa koji oblažu membranu koji prenose elektrone i pozitivno nabijene ione vodika za stvaranje energije. Ali elektroni mogu iscuriti iz lanca i nastaviti se vezati za kisik – stvarajući slobodne radikale.

"Svaka stanica za koju znam ima neke reaktivne vrste kisika", kaže Böke. Kako bi analizirali razine ROS-a, tim je primijenio mitohondrijsku boju na žive rane jajne stanice ljudi, kao i na vrstu žabe Xenopus laevis, koje imaju iznimno velike jajne stanice. Ali kada je tim snimio stanice, nisu pronašli vidljivi ROS. "Druge stanice su poput jakih svjetala pod mikroskopom, a oociti su poput mrklog mraka."

"Ovo otkriće ima implikacije na razumijevanje kako dugovječne stanice održavaju održivost tijekom desetljeća", pišu autori, koji nisu bili uključeni u istraživanje. "Specifično za jajašca, otkriće pridonosi našem razumijevanju kako izvanredna primordijalna oocita pruža sigurno utočište za nuklearnu i mitohondrijsku DNK između generacija."

Böke se nada da bi nova otkrića mogla pomoći i u budućoj procjeni plodnosti. Voljela bi vidjeti ima li promjena metaboličke aktivnosti u mitohondrijima ikakvog utjecaja na ljude koji su neplodni, kaže. “Produljenje reproduktivnog vijeka čak i za pet godina značit će da će dob za trudnoću žena ići s 35 na 40 godina”, kaže ona. "To će zapravo napraviti veliku razliku."

Izvor: Popsci

Na slici: Slika žive stanice, s okolnim stanicama koje podupiru oocitu koja se nalazi unutra. Aktivnost štetnih reaktivnih vrsta kisika, prikazanih crvenom bojom, gotovo je odsutna u oociti. Aida Rodriguez/Priroda