I ricercatori dell'UCSF scoprono un timer molecolare che regola la durata della gravidanza

I ricercatori dell'UCSF scoprono un timer molecolare che regola la durata della gravidanza

I ricercatori dell'UCSF hanno scoperto un timer molecolare che si attiva nei primi giorni di gravidanza e colpisce i topi alla nascita.

Una tipica gravidanza umana dura 40 settimane, ma la maggior parte dei genitori sa che questo numero è solo una stima approssimativa.

I bambini nascono in una sequenza temporale apparentemente imprevedibile, con una gravidanza normale compresa tra 38 e 42 settimane. E il 10% di tutte le nascite sono premature, nel senso che avvengono prima delle 37 settimane di gravidanza, esponendo i bambini al rischio di una serie di complicazioni.

Ora i ricercatori dell’UC di San Francisco hanno scoperto un timer molecolare nei topi che svolge un ruolo nel controllo alla nascita. Sorprendentemente, il timer si attiva nei primi giorni di gravidanza e funziona all'interno dell'utero.

Se si dimostrasse che lo stesso insieme di molecole è importante nelle gravidanze umane, ciò potrebbe portare a nuovi test per identificare le donne a rischio di nascite premature e ad interventi per ritardarle.

"La nascita prematura è un grave problema in tutto il mondo, e per molto tempo nessuno lo ha capito davvero. Ci auguriamo che l'UCSF e l'autore principale del nuovo articolo, che apparirà il 21 gennaio incella. “Le nuove scoperte aumentano la possibilità che la nascita pretermine sia innescata da cose che accadono molto prima di quanto ci aspettassimo durante la gravidanza”.

Packaging del DNA durante la gravidanza

Durante la gravidanza, il corpo femminile subisce enormi cambiamenti biologici, con l’aumento o la diminuzione dell’attività di centinaia di geni all’interno dell’utero.

Erlebacher e il suo gruppo di laboratorio hanno studiato una proteina chiamata KDM6B, che regola l'attività genetica. Sospettavano che KDM6B potesse aiutare a regolare i geni coinvolti nella transizione al lavoro durante la gravidanza.

KDM6B rimuove i gruppi metile chimici dagli istoni, strutture che aiutano a organizzare e confezionare il DNA nelle cellule. In risposta a KDM6B, il DNA diventa più accessibile ad altri fattori che regolano l’espressione genica e attivano l’attività dei geni vicini.

Il team ha notato che quando bloccavano KDM6B, le gravidanze nei topi diventavano più lunghe e i loro bambini nascevano più tardi del solito.

Inizialmente, gli scienziati sospettavano che nella fase avanzata della gravidanza, KDM6B dovesse attivare i geni nelle cellule epiteliali uterine che producono ormoni noti per indurre il travaglio.

Tuttavia, quando hanno eseguito analisi dettagliate su diversi tipi di cellule, hanno scoperto che gli effetti di KDM6B sulla durata della gravidanza erano legati a un diverso tipo di cellula chiamato fibroblasti. Di solito non si ritiene che queste cellule strutturali svolgano un ruolo nella regolazione del lavoro. Inoltre, KDM6B regolava questi fibroblasti nei primi giorni di gravidanza.

"I nostri risultati evidenziano un ruolo sorprendente dei fibroblasti uterini nella regolazione dei tempi della nascita", ha affermato Tara McIntyre, PhD, che ha guidato il lavoro come studentessa laureata presso l'UCSF. “Non ce lo aspettavamo e ha cambiato completamente la nostra comprensione dei tipi di cellule e dei processi che guidano l’inizio del lavoro”.

Un timer molecolare?

Ulteriori esperimenti sui topi hanno dimostrato che più gruppi metilici compaiono sugli istoni vicino a determinati geni nei fibroblasti uterini subito dopo il concepimento. In risposta, questi geni rimangono inattivi, consentendo all’utero di sostenere la gravidanza.

Con il progredire della gravidanza, i livelli di metilazione su questi istoni diminuiscono lentamente e costantemente, fino a raggiungere un livello sufficientemente basso da consentire l'attivazione dei geni vicini, quelli associati a eventi della gravidanza come il travaglio. Questa erosione, che non richiede KDM6B, funge da timer.

Essenzialmente quello che sembra accadere è che questo timer è arrivato all'inizio della gravidanza e poi si blocca progressivamente. Se la metilazione degli istoni viene sufficientemente compromessa, i geni dei geni vicini passeranno. “

Adrian Erlebacher, MD, PhD, professore di medicina di laboratorio presso l'UCSF

Quando i ricercatori hanno bloccato KDM6B, gli istoni vicino a determinati geni hanno accumulato troppa metilazione all'inizio della gravidanza. Questo aumento del “set point” ha fatto sì che, nonostante l’erosione, questi geni non fossero attivati ​​in modo tempestivo, ritardando il lavoro.

I segnali potrebbero essere collegati alla nascita prematura

Anche se il nuovo studio non ha esaminato le nascite premature, il timer molecolare appena scoperto potrebbe aiutare a controllare la durata della gravidanza negli esseri umani.

"La grande domanda da qui è se gli stessi processi sono rilevanti negli esseri umani", ha detto Erlebacher. "Se è così, possiamo usarli per prevedere o controllare la durata della gravidanza?"

Se i segnali molecolari appena studiati venissero interrotti negli esseri umani, potrebbero essere collegati al rischio di parto pretermine, ipotizza il suo team. Ad esempio, alcune donne possono iniziare la gravidanza con livelli più bassi di metilazione degli istoni. e questo potrebbe far sì che l’erosione della metilazione attivi i geni legati al lavoro troppo rapidamente.

Aggiunge che la maggior parte della ricerca sulla nascita pretermine si è concentrata sul periodo immediatamente precedente la nascita di una donna. Le nuove scoperte indicano che le fasi molto più precoci della gravidanza sono critiche e potrebbero portare a nuovi sforzi di ricerca.

Fonti: