Исследование, опубликованное 6 августа в журнале Science Advances, выявило, что женские яйцеклетки (ооциты) обладают уникальной защитой от возрастного накопления мутаций в митохондриальной ДНК (мтДНК). Этот процесс старения характерен для других тканей организма, таких как кровь и слюна, но, по-видимому, обходит стороной репродуктивные клетки. В митохондриях яйцеклеток было обнаружено в 17–24 раза меньше мутаций, чем в митохондриях, выделенных из крови и слюны тех же женщин.
В исследовании приняли участие 22 женщины в возрасте от 20 до 42 лет, проходящие процедуру экстракорпорального оплодотворения (ЭКО). У каждой участницы были взяты образцы крови и слюны, а также от одной до пяти яйцеклеток, что в общей сложности составило 80 проанализированных ооцитов. Для анализа применялся метод дуплексного секвенирования, который отличается значительно более низкой частотой ошибок по сравнению с методиками, использовавшимися в предыдущих спорных работах на эту тему.
Наиболее значимым результатом стало то, что сравнительно низкий уровень мутаций в мтДНК яйцеклеток оставался стабильным во всем возрастном диапазоне участниц от 20 до 42 лет. В отличие от других тканей, ооциты не накапливали дополнительные мутации по мере старения женщин. Более того, те немногие мутации, которые были обнаружены в яйцеклетках, с меньшей вероятностью затрагивали участки ДНК, связанные с развитием заболеваний, по сравнению с мутациями в клетках крови и слюны.
Крайне важно различать два типа генетического старения в яйцеклетках. Данное исследование фокусируется на митохондриальной ДНК, которая, судя по всему, защищена от возрастных изменений. Мутации в мтДНК могут вызывать серьезные, угрожающие жизни заболевания, связанные с производством энергии, для которых не существует утвержденных методов лечения. Однако эти выводы не относятся к хромосомной ДНК.
Научно установлено, что хромосомная ДНК в яйцеклетках накапливает повреждения с возрастом матери. Ооциты пожилых женщин менее эффективно восстанавливают повреждения ДНК, что приводит к более высокому риску хромосомных аномалий у плода при беременности в возрасте 35 лет и старше. Также следует отметить, что преклонный возраст отца вносит свой вклад в частоту генетических аномалий у потомства через мутации в сперматозоидах.
Несмотря на это, результаты исследования мтДНК являются «обнадеживающими» для людей, планирующих беременность в более позднем возрасте. Они предполагают, что риск наследственных заболеваний, вызванных мутациями в мтДНК, не увеличивается с возрастом матери. Барбара Арбайтхубер, соавтор исследования и руководитель исследовательской группы в Университете Иоганна Кеплера в Линце, Австрия, отметила, что если бы риск мутаций мтДНК был высоким, это могло бы стать аргументом в пользу замораживания яйцеклеток в молодом возрасте.
При этом эксперты призывают к осторожности. Катерина Макова, соавтор исследования и профессор биологии в Университете штата Пенсильвания, предупредила, что «преждевременно применять эти выводы в клинической практике». Филиппо Замбелли, ведущий консультант в TRT Consultancy в Барселоне, Испания, назвал результаты «хорошей новостью», но подчеркнул, что из-за небольшого размера выборки (22 человека) выводы нуждаются в подтверждении в более крупных исследованиях.
Основными ограничениями работы являются малый размер выборки и специфичность группы участниц, проходивших ЭКО, что может не отражать общую популяцию. Механизм, обеспечивающий защиту мтДНК яйцеклеток, остается «открытым вопросом». Исследователи выдвигают гипотезу о существовании процесса, который отсеивает клетки с вредными мутациями, но это требует дальнейшего изучения.
Предыдущие исследования той же команды на животных дают некоторые подсказки. У мышей наблюдалось увеличение мутаций мтДНК с возрастом как в яйцеклетках, так и в других тканях. Однако у обезьян количество мутаций в яйцеклетках росло примерно до 9 лет (эквивалент 27 человеческих лет), после чего выходило на плато, в то время как другие ткани продолжали накапливать мутации. Это указывает на возможный схожий механизм и у людей.
В планах исследователей — анализ яйцеклеток женщин из более молодых возрастных групп и изучение передачи мутаций мтДНК через поколения, от матерей к детям, чтобы полностью раскрыть природу этого уникального защитного барьера.
Изображение носит иллюстративный характер
В исследовании приняли участие 22 женщины в возрасте от 20 до 42 лет, проходящие процедуру экстракорпорального оплодотворения (ЭКО). У каждой участницы были взяты образцы крови и слюны, а также от одной до пяти яйцеклеток, что в общей сложности составило 80 проанализированных ооцитов. Для анализа применялся метод дуплексного секвенирования, который отличается значительно более низкой частотой ошибок по сравнению с методиками, использовавшимися в предыдущих спорных работах на эту тему.
Наиболее значимым результатом стало то, что сравнительно низкий уровень мутаций в мтДНК яйцеклеток оставался стабильным во всем возрастном диапазоне участниц от 20 до 42 лет. В отличие от других тканей, ооциты не накапливали дополнительные мутации по мере старения женщин. Более того, те немногие мутации, которые были обнаружены в яйцеклетках, с меньшей вероятностью затрагивали участки ДНК, связанные с развитием заболеваний, по сравнению с мутациями в клетках крови и слюны.
Крайне важно различать два типа генетического старения в яйцеклетках. Данное исследование фокусируется на митохондриальной ДНК, которая, судя по всему, защищена от возрастных изменений. Мутации в мтДНК могут вызывать серьезные, угрожающие жизни заболевания, связанные с производством энергии, для которых не существует утвержденных методов лечения. Однако эти выводы не относятся к хромосомной ДНК.
Научно установлено, что хромосомная ДНК в яйцеклетках накапливает повреждения с возрастом матери. Ооциты пожилых женщин менее эффективно восстанавливают повреждения ДНК, что приводит к более высокому риску хромосомных аномалий у плода при беременности в возрасте 35 лет и старше. Также следует отметить, что преклонный возраст отца вносит свой вклад в частоту генетических аномалий у потомства через мутации в сперматозоидах.
Несмотря на это, результаты исследования мтДНК являются «обнадеживающими» для людей, планирующих беременность в более позднем возрасте. Они предполагают, что риск наследственных заболеваний, вызванных мутациями в мтДНК, не увеличивается с возрастом матери. Барбара Арбайтхубер, соавтор исследования и руководитель исследовательской группы в Университете Иоганна Кеплера в Линце, Австрия, отметила, что если бы риск мутаций мтДНК был высоким, это могло бы стать аргументом в пользу замораживания яйцеклеток в молодом возрасте.
При этом эксперты призывают к осторожности. Катерина Макова, соавтор исследования и профессор биологии в Университете штата Пенсильвания, предупредила, что «преждевременно применять эти выводы в клинической практике». Филиппо Замбелли, ведущий консультант в TRT Consultancy в Барселоне, Испания, назвал результаты «хорошей новостью», но подчеркнул, что из-за небольшого размера выборки (22 человека) выводы нуждаются в подтверждении в более крупных исследованиях.
Основными ограничениями работы являются малый размер выборки и специфичность группы участниц, проходивших ЭКО, что может не отражать общую популяцию. Механизм, обеспечивающий защиту мтДНК яйцеклеток, остается «открытым вопросом». Исследователи выдвигают гипотезу о существовании процесса, который отсеивает клетки с вредными мутациями, но это требует дальнейшего изучения.
Предыдущие исследования той же команды на животных дают некоторые подсказки. У мышей наблюдалось увеличение мутаций мтДНК с возрастом как в яйцеклетках, так и в других тканях. Однако у обезьян количество мутаций в яйцеклетках росло примерно до 9 лет (эквивалент 27 человеческих лет), после чего выходило на плато, в то время как другие ткани продолжали накапливать мутации. Это указывает на возможный схожий механизм и у людей.
В планах исследователей — анализ яйцеклеток женщин из более молодых возрастных групп и изучение передачи мутаций мтДНК через поколения, от матерей к детям, чтобы полностью раскрыть природу этого уникального защитного барьера.
