Исследователи обнаружили, что встречающееся в природе соединение обращает вспять возрастное снижение половых клеток, улучшая фертильность у пожилых самок мышей и позволяя им рожать больше потомства. Это открытие может однажды помочь разработать методы лечения, улучшающие фертильность у людей.
С возрастом незрелые яйцеклетки (называемые ооцитами) в женских яичниках дегенерируют и уменьшаются в количестве, что затрудняет им зачатие естественным путем или с помощью вспомогательных репродуктивных методов, таких как ЭКО. У женщины имеется фиксированное количество ооцитов, которые созревают в фолликулах наружного слоя яичника. В течение каждого репродуктивного цикла начинают развиваться несколько фолликулов, и обычно один ооцит становится зрелой яйцеклеткой и выбрасывается из фолликула в каждом цикле.
Спермидин — это соединение, первоначально выделенное из сперматозоидов, но теперь известно, что оно действует во многих типах клеток. Исследования спермидина показали, что он продлевает продолжительность жизни дрожжей, мух, червей и иммунных клеток человека. Исследования на животных моделях показали, что спермин обладает антивозрастными свойствами, уменьшая возрастные проблемы, такие как сердечно-сосудистые заболевания у мышей и снижение когнитивных функций у плодовых мух.
Однако влияние спермидина на ооциты неизвестно. Поэтому в новом исследовании исследователи протестировали это соединение на пожилых самках мышей, чтобы увидеть, приносит ли оно какую-либо пользу. Во-первых, они сравнили ткани яичников мышей молодого и среднего возраста и обнаружили, что у старых мышей в тканях содержится гораздо меньше спермидина. У них также более низкое качество ооцитов и более дегенерированные фолликулы.
Чтобы выяснить, связано ли состояние ооцитов со снижением уровня спермина, исследователи вводили это соединение некоторым старым мышам. Ооциты мышей в группе, усиленной спермином, развивались быстрее и имели меньше дефектов, чем в контрольной группе. У мышей также было больше фолликулов — метод, обычно используемый у людей для оценки количества и качества ооцитов. Добавление спермидина в качестве пероральной добавки в питьевую воду мышей дало такие же результаты.
Исследователи заметили, что спермин увеличивает вероятность успеха в формировании бластоцист — группы делящихся клеток, которые развиваются в эмбрионы. У более старых мышей, которые были зачаты естественным путем после приема спермина, в помете было примерно в два раза больше мышей, чем у контрольных мышей того же возраста.
После углубленного исследования они секвенировали РНК из ооцитов мышей разного возраста и обнаружили, что гены, связанные с выработкой клеточной энергии и процессом очистки клеточного мусора, имеют разные модели экспрессии у молодых мышей, старых мышей и старых мышей, принимавших спермидин.
Ооциты мышей, получавшие спермин, восстановили свою способность очищать клеточный мусор и улучшили функцию митохондрий. Подобные эффекты наблюдались в ооцитах свиней в условиях окислительного стресса, основного признака старения, что позволяет предположить, что механизм действия спермидина одинаков у разных видов.
Когда исследователи обработали выращенные в лабораторных условиях ооциты молекулой, которая ингибирует клиренс поврежденных митохондрий (митофагия), они обнаружили, что обработанные спермидином клетки созревают гораздо медленнее, чем необработанные клетки, что также позволяет предположить, что это соединение взаимодействует с процессом очистки клеток, оказывая омолаживающее действие.
«Хотя мы уже знали, что спермидин обладает антивозрастными свойствами, его значительный эффект удивил нас», — сказал Сюн Бо, автор исследования.
Результаты исследования вызвали значительный интерес в медицинском сообществе.
«Эти результаты весьма значительны», — сказал Алекс Поляков, специалист по гинекологии и фертильности в Мельбурнском отделении ЭКО и Королевской женской больнице. «За последние несколько десятилетий произошел огромный прогресс в лечении бесплодия, и показатели успеха ЭКО резко возросли, но возраст женщины остается основным препятствием на пути к успеху, поскольку ЭКО не может противодействовать влиянию возраста на качество и количество ооцитов. Святым Граалем репродуктивной медицины является технология или метод лечения, который может обратить вспять влияние возраста на яичники. Чжан и др., похоже, открыли это».
Следующий шаг для исследователей — посмотреть, применимы ли эти результаты к людям. Они планируют проверить в лаборатории влияние спермидина на фертильность на человеческие ооциты, чтобы определить, какие дозы спермидина безопасны и эффективны и влияет ли это соединение на другие процессы организма.
«Нам нужны точные клинические испытания, чтобы решить эти проблемы, прежде чем спермидин можно будет применять для улучшения фертильности человека», — сказал Сюн.
Исследование было опубликовано в журнале Nature Aging.