Каждая клетка человеческого тела со временем стареет. Не исключением являются и фолликулы яичников – структурные компоненты яичников женщины, которые поддерживают рост и развитие созревающих предшественников яйцеклеток – ооцитов, предоставляя необходимые питательные вещества. С возрастом клетки фолликулов постепенно теряют свои функции и уже не могут в полной мере поддерживать здоровое состояние ооцитов. Это ведет к ухудшению качества яйцеклеток и, в конечном итоге, к снижению фертильности или бесплодию.
Ученые предположили, что если изменить среду, в которой развиваются ооциты, то можно «починить» поврежденные клетки. Их гипотеза заключалась в том, что молодые фолликулы смогут омолодить старые яйцеклетки. В рамках эксперимента исследователи взяли ооциты от 14-месячных мышей, которые были близки к бесплодию, и пересадили их в фолликулы 2-месячных мышей, находящихся в расцвете репродуктивного возраста. Кроме того, они проделали обратное: поместили молодые ооциты в старые фолликулы.
Старые яйцеклетки, которые развивались в молодых фолликулах, показали значительно лучшее качество по сравнению с теми, что росли в стареющих тканях. У «омоложенных» клеток исчезли ключевые признаки старения: не наблюдалось хромосомных мутаций, связанных с неправильным расхождением хромосом, а митохондрии стали вырабатывать больше энергии. Анализ РНК-секвенирования показал, что их генетическая активность стала близка к естественно молодым яйцеклеткам. Это подтверждает, что окружение, в котором развиваются клетки, влияет на их состояние.
Напротив, молодые клетки, оказавшиеся в старых фолликулах, проявили признаки старения: снижение активности митохондрий, ошибки в хромосомном делении и ослабление генетической активности.
Исследователи пошли дальше — они оплодотворили созревшие яйцеклетки обоих типов и пересадили их суррогатным мышам. Эмбрионы, полученные из «омоложенных» яйцеклеток, в 3.5 раза чаще развивались в здоровое потомство. Однако уровень успеха всё же не достиг тех показателей, которые наблюдались у эмбрионов, полученных из естественно молодых яйцеклеток. У мышей же со старыми фолликулами чаще случались выкидыши, или развитие не доходило до уровня бластоцисты.
Но что обеспечивало омоложение? Между фолликулами и яйцеклетками существуют особые туннелеобразные структуры — трансзональные проекции, которые передают питательные вещества яйцеклеткам. Оказалось, что плотность этих проекций между старыми яйцеклетками и молодыми фолликулами была выше, чем у молодых яйцеклеток в старых фолликулах. Это подчеркивает, насколько важно окружение для нормального развития клеток и роль структур, отвечающих за их питание.
Ученые также отмечают, что пересадка не превращала клетки в полностью молодые, а лишь уменьшала признаки старения. Генетическая активность становилась ближе к молодой, но это не восстанавливало теломеры — участки ДНК, которые укорачиваются с каждым делением клетки. Тем не менее эти открытия представляют собой значительный прорыв в изучении старения и открывают новые возможности для исследований по омоложению других тканей. Возможно, в будущем проблема бесплодия у женщин может быть решена улучшенной технологией пересадки поврежденных яйцеклеток в молодые суррогатные фолликулы.