Οι ερευνητές του UCSF ανακάλυψαν μοριακό χρονόμετρο που ρυθμίζει τη διάρκεια της εγκυμοσύνης

Οι ερευνητές του UCSF ανακάλυψαν μοριακό χρονόμετρο που ρυθμίζει τη διάρκεια της εγκυμοσύνης

Οι ερευνητές του UCSF ανακάλυψαν ένα μοριακό χρονόμετρο που ενεργοποιείται τις πρώτες ημέρες της εγκυμοσύνης και επηρεάζει τα ποντίκια κατά τη γέννηση.

Μια τυπική ανθρώπινη εγκυμοσύνη διαρκεί 40 εβδομάδες, αλλά οι περισσότεροι γονείς γνωρίζουν ότι ο αριθμός αυτός είναι μόνο μια πρόχειρη εκτίμηση.

Τα μωρά γεννιούνται σε ένα φαινομενικά απρόβλεπτο χρονοδιάγραμμα, με μια φυσιολογική εγκυμοσύνη να είναι μεταξύ 38 και 42 εβδομάδων. Και το 10 τοις εκατό όλων των γεννήσεων είναι πρόωρες, που σημαίνει ότι συμβαίνουν πριν από τις 37 εβδομάδες εγκυμοσύνης, θέτοντας τα μωρά σε κίνδυνο από διάφορες επιπλοκές.

Τώρα οι ερευνητές του UC San Francisco ανακάλυψαν ένα μοριακό χρονόμετρο σε ποντίκια που παίζει ρόλο στον έλεγχο κατά τη γέννηση. Παραδόξως, το χρονόμετρο ενεργοποιείται τις πρώτες ημέρες της εγκυμοσύνης και λειτουργεί μέσα στη μήτρα.

Εάν το ίδιο σύνολο μορίων αποδειχθεί σημαντικό στις ανθρώπινες εγκυμοσύνες, μπορεί να οδηγήσει σε νέες δοκιμές για τον εντοπισμό γυναικών που διατρέχουν κίνδυνο πρόωρων τοκετών, καθώς και παρεμβάσεις για την καθυστέρηση τους.

"Ο πρόωρος τοκετός είναι ένα σημαντικό πρόβλημα σε όλο τον κόσμο και για πολύ καιρό κανείς δεν το καταλάβαινε πραγματικά. Ελπίζουμε στο UCSF και τον κύριο συγγραφέα της νέας εργασίας, η οποία εμφανίζεται στις 21 Ιανουαρίου στοκύτταρο. «Τα νέα ευρήματα αυξάνουν την πιθανότητα ότι ο πρόωρος τοκετός προκαλείται από πράγματα που συμβαίνουν πολύ νωρίτερα στην εγκυμοσύνη από ό,τι περιμέναμε».

Συσκευασία DNA κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης

Κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης, το γυναικείο σώμα υφίσταται τεράστιες βιολογικές αλλαγές, με τη δραστηριότητα εκατοντάδων γονιδίων μέσα στη μήτρα να αυξάνεται ή να μειώνεται.

Ο Erlebacher και η εργαστηριακή του ομάδα μελέτησαν μια πρωτεΐνη που ονομάζεται KDM6B, η οποία ρυθμίζει τη δραστηριότητα των γονιδίων. Υποψιάζονταν ότι το KDM6B μπορεί να βοηθήσει στη ρύθμιση των γονιδίων που εμπλέκονται στη μετάβαση στην εργασία κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης.

Το KDM6B αφαιρεί τις μεθυλοχημικές ομάδες από τις ιστόνες – δομές που βοηθούν στην οργάνωση και τη συσκευασία του DNA στα κύτταρα. Σε απάντηση στο KDM6B, το DNA γίνεται πιο προσιτό σε άλλους παράγοντες που ρυθμίζουν την έκφραση των γονιδίων και ενεργοποιούν τη δραστηριότητα των κοντινών γονιδίων.

Η ομάδα παρατήρησε ότι όταν εμπόδισαν το KDM6B, οι εγκυμοσύνες στα ποντίκια έγιναν μεγαλύτερες και τα μωρά τους γεννήθηκαν αργότερα από το συνηθισμένο.

Αρχικά, οι επιστήμονες υποψιάστηκαν ότι στα τέλη της εγκυμοσύνης, το KDM6B πρέπει να ενεργοποιήσει γονίδια στα επιθηλιακά κύτταρα της μήτρας που παράγουν ορμόνες που είναι γνωστό ότι προκαλούν τοκετό.

Ωστόσο, όταν πραγματοποίησαν λεπτομερείς αναλύσεις σε διαφορετικούς τύπους κυττάρων, διαπίστωσαν ότι οι επιδράσεις του KDM6B στη διάρκεια της εγκυμοσύνης συνδέονται με έναν διαφορετικό τύπο κυττάρων που ονομάζονται ινοβλάστες. Αυτά τα δομικά κύτταρα δεν θεωρείται συνήθως ότι παίζουν ρόλο στη ρύθμιση της εργασίας. Επιπλέον, το KDM6B ρύθμισε αυτούς τους ινοβλάστες τις πρώτες ημέρες της εγκυμοσύνης.

«Τα αποτελέσματά μας υπογραμμίζουν τον εκπληκτικό ρόλο των ινοβλαστών της μήτρας στη ρύθμιση του χρόνου γέννησης», δήλωσε η Tara McIntyre, PhD, η οποία ηγήθηκε της εργασίας ως μεταπτυχιακός φοιτητής στο UCSF. «Δεν το περιμέναμε αυτό και άλλαξε εντελώς την κατανόησή μας για τους τύπους και τις διαδικασίες κυττάρων που οδηγούν στην αρχή της εργασίας».

Ένα μοριακό χρονόμετρο;

Περαιτέρω πειράματα σε ποντίκια έδειξαν ότι περισσότερες ομάδες μεθυλίου εμφανίζονται στις ιστόνες κοντά σε ορισμένα γονίδια σε ινοβλάστες της μήτρας λίγο μετά τη σύλληψη. Σε απάντηση, αυτά τα γονίδια παραμένουν ανενεργά, επιτρέποντας στη μήτρα να υποστηρίξει την εγκυμοσύνη.

Καθώς η εγκυμοσύνη εξελίσσεται, τα επίπεδα μεθυλίωσης σε αυτές τις ιστόνες εξασθενούν αργά και σταθερά, φτάνοντας τελικά αρκετά χαμηλά ώστε να ενεργοποιηθούν τα κοντινά γονίδια - αυτά που σχετίζονται με συμβάντα εγκυμοσύνης όπως ο τοκετός. Αυτή η διάβρωση, η οποία δεν απαιτεί KDM6B, λειτουργεί ως χρονοδιακόπτης.

Ουσιαστικά αυτό που φαίνεται να συμβαίνει είναι ότι αυτό το χρονόμετρο προσγειώθηκε νωρίς στην εγκυμοσύνη και στη συνέχεια σταδιακά κολλάει. Εάν η μεθυλίωση ιστόνης υπονομευθεί αρκετά, τα γονίδια στα κοντινά γονίδια θα περάσουν. "

Adrian Erlebacher, MD, PhD, καθηγητής εργαστηριακής ιατρικής στο UCSF

Όταν οι ερευνητές απέκλεισαν το KDM6B, οι ιστόνες κοντά σε ορισμένα γονίδια συσσώρευσαν υπερβολική μεθυλίωση νωρίς στην εγκυμοσύνη. Αυτό το αυξημένο «σημείο ρύθμισης» σήμαινε ότι παρά τη διάβρωση, αυτά τα γονίδια δεν ενεργοποιήθηκαν έγκαιρα, καθυστερώντας την εργασία.

Τα σήματα θα μπορούσαν να συνδέονται με πρόωρο τοκετό

Ενώ η νέα μελέτη δεν εξέτασε πρόωρους τοκετούς, το μοριακό χρονόμετρο που ανακαλύφθηκε πρόσφατα θα μπορούσε να βοηθήσει στον έλεγχο της διάρκειας της εγκυμοσύνης στους ανθρώπους.

«Το μεγάλο ερώτημα από εδώ είναι αν οι ίδιες διαδικασίες είναι σχετικές με τους ανθρώπους», είπε ο Erlebacher. «Αν συμβαίνει αυτό, μπορούμε να τα χρησιμοποιήσουμε για να προβλέψουμε ή να ελέγξουμε τη διάρκεια της εγκυμοσύνης;»

Εάν τα μοριακά σήματα που μελετήθηκαν πρόσφατα διαταραχθούν στον άνθρωπο, θα μπορούσαν να συνδεθούν με τον κίνδυνο πρόωρου τοκετού, υποθέτει η ομάδα του. Για παράδειγμα, ορισμένες γυναίκες μπορεί να ξεκινήσουν την εγκυμοσύνη με χαμηλότερα επίπεδα μεθυλίωσης ιστόνης. και αυτό θα μπορούσε να προκαλέσει τη διάβρωση της μεθυλίωσης για να ενεργοποιήσει πολύ γρήγορα τα γονίδια που σχετίζονται με την εργασία.

Προσθέτει ότι οι περισσότερες έρευνες πρόωρου τοκετού έχουν επικεντρωθεί στο χρόνο αμέσως πριν από τη γέννηση μιας γυναίκας. Τα νέα ευρήματα υποδεικνύουν ότι πολύ προγενέστερα στάδια της εγκυμοσύνης είναι κρίσιμα και θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε νέες ερευνητικές προσπάθειες.

Πηγές: