В клетках человека обнаружена «кнопка паузы», способная приостановить беременность

Мамы-медведицы приостанавливают беременность на ранних сроках, чтобы их детеныши появились на свет ближе к весне. Исследователи из Германии обнаружили, что такая же кнопка «паузы» беременности существует и в клетках человека.

«Хотя мы утратили способность естественным образом впадать в состояние покоя, эти эксперименты позволяют предположить, что мы сохранили эту внутреннюю способность и в конечном итоге можем ее высвободить», — говорит молекулярный генетик Николас Риврон из Австрийской академии наук (IMBA).

По его словам, запуск «спящего» состояния во время процедуры ЭКО может дать больше времени для оценки здоровья эмбриона и синхронизации его с матерью для лучшей имплантации в матке.

Такая тактика позволяет животным синхронизировать свои потребности в ресурсах с циклами их поступления из окружающей среды, откладывая развитие до более подходящего момента.

Известно более 130 видов млекопитающих, использующих диапаузу как часть своей репродуктивной стратегии. Поскольку некоторые из этих видов, такие как медведи и валлаби, находятся в столь отдаленном родстве, можно предположить, что эта способность является общей чертой предков. Возможно, она сохранилась и у людей.

Поэтому генетик из Института Макса Планка Данур Айер и его коллеги провели лабораторные эксперименты, чтобы показать, что та же молекула, которая позволяет другим млекопитающим откладывать беременность на потом, действует и на стволовые клетки человека, а также на модель человеческого эмбриона.

Молекула «паузы» mTORi, обнаруженная ранее в экспериментах на мышах, ингибирует механистическую мишень рапамицина, которая имеет решающее значение для регулирования клеточного роста, деления и многих других основных функций клеток.

Когда исследователи подвергли бластоид — модель стволовых клеток, представляющую собой эмбрион возрастом от 5 до 7 дней, — воздействию mTORi, он впал в своего рода «спячку», продолжавшуюся до 8 дней в лаборатории.

В то время как его рост и деление клеток на большее количество себе подобных замедлялись, активированный бластоид все еще был способен прикрепляться к клеткам эндометрия, как это делал бы эмбрион на этой стадии развития.

«Сроки развития бластоидов могут быть растянуты до стадии бластоцисты, то есть именно до той стадии, когда у большинства млекопитающих наступает диапауза», — отмечает Айер.

Когда команда прекратила подачу mTORi бластоидам, они проснулись и возобновили нормальное функционирование. Однако, когда Айер и его коллеги опробовали тот же процесс на человеческих стволовых клетках, оказалось, что их погибло больше, чем эмбриональных стволовых клеток мыши, подвергшихся тем же условиям.

Хотя бластоиды очень похожи на человеческие эмбрионы на стадии бластоцисты, они не настолько идентичны, чтобы быть уверенными, что бластоцисты будут реагировать так же, предупреждают исследователи.

Команда подозревает, что другие молекулы могут помочь процессу спячки, чтобы дать клеткам больше шансов на полное восстановление. Хотя произвольное нажатие на «паузу» и возобновление человеческой беременности все еще относится к области научной фантастики, лучшее понимание этого процесса может помочь людям, испытывающим проблемы с фертильностью.

«Известно, что ускоренное развитие увеличивает процент успешного экстракорпорального оплодотворения (ЭКО), и усиление активности mTORi может этого добиться», — объясняет Риврон.

Ранее исследователи из Орхусского университета синтезировали молекулу под названием LaKe, которая воспроизводит метаболические эффекты физических упражнений и голодания. Это позволяет имитировать полезные для организма состояния с высоким уровнем лактата и кетонов, что может стать инновационной пищевой добавкой для тех, кто не в состоянии поддерживать строгие физические упражнения и диету, а также потенциально помочь в лечении заболеваний мозга, таких как болезнь Паркинсона и деменция.