Τα ωάρια χρειάζονται αντοχή. Δημιουργούνται στο σώμα μιας γυναίκας πριν από τη γέννηση και στη συνέχεια πρέπει να αντέξουν για δεκαετίες, προκειμένου μια μέρα ενδεχομένως να γονιμοποιηθούν.

Ωστόσο, με την αύξηση της ηλικίας, συσσωρεύονται περισσότερες βλάβες στο DNA στα κύτταρα των ωαρίων.

Μέχρι τώρα, δεν ήταν σαφές γιατί οι ίδιοι οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του κυττάρου δεν επιδιορθώνουν αυτή τη βλάβη.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τις Melina Schuh και Ninadini Sharma από το Ινστιτούτο Max Planck, έδειξαν τώρα σε πειράματα σε ποντίκια ότι τα ηλικιωμένα ωάρια επιδιορθώνουν το DNA τους λιγότερο αποτελεσματικά από τα νεαρά ωάρια και ότι η επιδιόρθωση γίνεται πιο επιρρεπής σε σφάλματα με την αύξηση της ηλικίας.

Ένα κύτταρο σε ωάριο ποντικού εκτοξεύει ένα λεγόμενο πολικό σώμα.

Αυτό το σημαντικό βήμα στη μείωση εξασφαλίζει ότι το ωοκύτταρο περιέχει ένα μόνο σύνολο χρωμοσωμάτων. Τα χρωμοσώματα είναι χρωματισμένα με ματζέντα χρώμα, η ατρακτοειδής συσκευή, η οποία διαχωρίζει τα ζεύγη χρωμοσωμάτων, απεικονίζεται με πράσινο χρώμα.

Τα κύτταρα του ανθρώπινου σώματος ζουν για διαφορετικά χρονικά διαστήματα, ανάλογα με τον τύπο και τη λειτουργία του κυττάρου.

Τα κύτταρα του δέρματος ανανεώνονται κάθε δύο έως τέσσερις εβδομάδες. Τα κύτταρα του ήπατος διαρκούν έως και 500 ημέρες. Τα ωοκύτταρα έχουν ιδιαίτερα μεγάλη διάρκεια ζωής καθώς δημιουργούνται στο γυναικείο σώμα πριν από τη γέννηση και δεν ανανεώνονται.

Επομένως, μια γυναίκα 30 ετών έχει ωοκύτταρα που είναι περίπου τόσο ηλικιωμένα όσο και η ίδια.

Η ικανότητα του ωοκυττάρου να επιδιορθώνει βλάβες στο DNA του είναι ζωτικής σημασίας για να διασφαλίσει ότι παραμένει λειτουργικό για μεγάλο χρονικό διάστημα και δεν πεθαίνει.

Για να το κάνουν αυτό, τα ωοκύτταρα έχουν αναπτύξει έναν πολύπλοκο μηχανισμό επιδιόρθωσης με διάφορες οδούς επιδιόρθωσης: ειδικές πρωτεΐνες αναγνωρίζουν τις αλλαγές στο DNA και τις επιδιορθώνουν. Αυτός ο μηχανισμός είναι επίσης υπεύθυνος για την επιδιόρθωση βλαβών στο DNA που εμφανίζονται στο σπέρμα του πατέρα και στο αναπτυσσόμενο έμβρυο.

Παρά την παρουσία διαφόρων μηχανισμών επιδιόρθωσης του DNA, οι μη επιδιορθωμένες βλάβες του DNA συσσωρεύονται στα ωάρια που γερνούν. Μέχρι τώρα, δεν ήταν σαφές γιατί συμβαίνει αυτό.

Η επιδιόρθωση είναι πιο αναποτελεσματική και επιρρεπής σε σφάλματα

Μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τη Melina Schuh, επικεφαλής του Τμήματος Μείωσης στο MPI Πολυεπιστημονικών Φυσικών Επιστημών, συνέκρινε τώρα τα νεαρά και τα γηράσκοντα ωάρια όσον αφορά τις βλάβες στο DNA και τους μηχανισμούς επιδιόρθωσης του DNA.

Χρησιμοποιώντας μικροσκοπία φθορισμού υψηλής ανάλυσης, η ομάδα προσδιόρισε την ποσότητα της βλάβης του DNA σε ωοκύτταρα διαφορετικών ηλικιών σε ποντίκια, χαρτογράφησε σημαντικές πρωτεΐνες επιδιόρθωσης στον πυρήνα των κυττάρων και ανέλυσε πώς η δραστηριότητα και η αλληλεπίδρασή τους μεταβάλλονται με την ηλικία.

"Η επιδιόρθωση στα ηλικιωμένα ωοκύτταρα είναι λιγότερο αποτελεσματική. Όχι μόνο είναι πιο αργή, αλλά και ατελής σε ορισμένες περιπτώσεις", λέει η Schuh. Οι βλάβες στο DNA συσσωρεύονται στο κύτταρο.

Ένα μεταβαλλόμενο δίκτυο επιδιόρθωσης

Για την καλύτερη κατανόηση του μηχανισμού επιδιόρθωσης των ωοκυττάρων, η ερευνητική ομάδα δημιούργησε έναν "χάρτη" των σημαντικότερων πρωτεϊνών επιδιόρθωσης στον πυρήνα του ωοκυττάρου.

Ο χάρτης έδειξε ότι οι πρωτεΐνες επιδιόρθωσης του DNA βρίσκονται σε συγκεκριμένες περιοχές του κυτταρικού πυρήνα.

"Οι περιοχές αυτές είναι διασυνδεδεμένες ή βρίσκονται κοντά η μία στην άλλη - ένδειξη μιας συντονισμένης διάταξης και δραστηριότητας", εξηγεί η Ninadini Sharma, πρώην διδακτορική φοιτήτρια στο τμήμα του Schuh και πρώτη συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό "Current Biology".

Όμως επισημαίνεται ότι: "Οι περιοχές και η δραστηριότητά τους αλλάζουν σημαντικά με την ηλικία, για παράδειγμα πόσο συχνά βρίσκονται πρωτεΐνες επιδιόρθωσης σε ποιες περιοχές και πώς αντιδρούν σε βλάβες του DNA", προσθέτει η Sharma. Οι επιδιορθωτικές οδοί που είναι επιρρεπείς σε σφάλματα χρησιμοποιούνται συχνότερα, ενώ οι οδοί χωρίς σφάλματα χάνουν την αποτελεσματικότητά τους.

Εκτός από αυτές τις αλλαγές, οι ερευνητές ταυτοποίησαν έναν άλλο λόγο για την αυξανόμενη βλάβη στα γερασμένα ωάρια: Η ποσότητα της πρωτεΐνης κοχεσίνης μειώνεται καθώς η μητέρα γερνάει.

Η κοχεσίνη συγκρατεί τα αδελφά χρωμοσώματα μαζί μέχρι να είναι έτοιμα να διαχωριστούν κατά τη διάρκεια της κυτταρικής διαίρεσης.

Η έλλειψη κοχεσίνης οδηγεί επομένως σε σφάλματα στο διαχωρισμό των χρωμοσωμάτων. Ταυτόχρονα, η πρωτεΐνη είναι απαραίτητη για την επιδιόρθωση του DNA: για παράδειγμα, εάν σπάσει μια αλυσίδα DNA, εξασφαλίζει ότι το κατεστραμμένο τμήμα μπορεί να επιδιορθωθεί χρησιμοποιώντας μια άθικτη αλυσίδα DNA ως πρότυπο.

Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι η απουσία και μόνο της κοχεσίνης οδηγεί σε περισσότερες βλάβες στο DNA στα ωοκύτταρα, και όχι μόνο στα κύτταρα που γερνούν. "Είναι ενδιαφέρον ότι τα νεαρά ωοκύτταρα χωρίς κοχεσίνη παρουσίαζαν μερικές φορές παρόμοιες πρωτεϊνικές αλλαγές και βλάβες στο DNA με τα ηλικιωμένα ωοκύτταρα", αναφέρει η Schuh.

"Προφανώς, δεν είναι μόνο ο πιο αργός, πιο επιρρεπής σε σφάλματα μηχανισμός επιδιόρθωσης, αλλά και η μείωση της κοχεσίνης με την ηλικία που τροφοδοτεί το θάνατο των ωοκυττάρων".

Πηγές:
Ινστιτούτο Max Planck

Ειδήσεις υγείας σήμερα
Διοικητές νοσοκομείων: Σε 16 μήνες, διορίστηκαν 47 από τους 152 [κατάλογος]
'Ενωση Παθολόγων: Να συνταγογραφείται η τιρζεπατίδη
Στόλος ασθενοφόρων για το ΕΚΑΒ