Cercetătorii au identificat diferenţe în modul în care ADN-ul mamei şi al tatălui este copiat în primele stadii ale dezvoltării embrionare. Studiul ar putea oferi noi soluţii pentru a preveni pierderea timpurie a sarcinilor şi pentru a îmbunătăţi tratamentele de fertilitate.
Un nou studiu realizat de cercetătorii de la Centrul pentru Embriologie şi Dezvoltare Sănătoasă (CRESCO) din cadrul Universităţii din Oslo, arată că ADN-ul matern şi patern sunt replicate diferit în embrionul timpuriu. Descoperirea oferă o explicaţie posibilă pentru pierderea multor embrioni înainte de implantare, un factor esenţial în infertilitate şi eşecul tratamentelor de reproducere asistată. Această cercetare ar putea deschide noi căi pentru îmbunătăţirea succesului fertilizării in vitro şi reducerea pierderii embrionilor.
Laboratorul CRESCO şi-a propus să înţeleagă de ce atât de mulţi embrioni timpurii nu reuşesc să se dezvolte. Noi descoperiri despre modul în care ADN-ul matern şi patern este copiat în primele etape ale sarcinii oferă o piesă importantă din acest puzzle.
Infertilitatea şi imposibilitatea de a avea copii afectează numeroase cupluri şi reprezintă o provocare semnificativă pentru societate. Tehnologiile de reproducere asistată, cum ar fi fertilizarea in vitro (FIV), pot ajuta persoanele care se confruntă cu probleme de fertilitate.
Pentru cuplurile fără probleme de fertilitate, şansa de concepţie este de aproximativ una din patru sau una din cinci pe ciclu menstrual. Mai mult, datele Institutului Norvegian de Sănătate Publică arată că aproximativ una din opt sarcini se încheie prin pierdere de sarcină, riscul fiind mai ridicat în primele stadii ale sarcinii.
Ce cauzează aceste statistici şi ce poate merge greşit în primele faze ale dezvoltării embrionare?
Cercetătorii de la CRESCO caută răspunsuri pentru a înţelege de ce mulţi embrioni sunt pierduţi. Un studiu recent pe şoareci a analizat modul în care ADN-ul matern şi patern sunt copiaţi în embrionul timpuriu.
„Acest studiu este un pas înainte în înţelegerea dezvoltării embrionilor timpurii. Cu mai multe cunoştinţe, am putea îmbunătăţi fertilitatea umană în viitor”, a declarat Mads Lerdrup, cercetător la CRESCO şi profesor asociat la Universitatea din Copenhaga.
Pierderea sarcinilor este adesea cauzată de anomalii cromozomiale
Riscul de complicaţii este cel mai ridicat în primele ore şi zile după fertilizare.
„Embrionii care sunt pierduţi foarte devreme în sarcină nu reuşesc nici măcar să se implanteze în uter. Aceeaşi problemă poate apărea şi în cazul embrionilor obţinuţi prin fertilizare in vitro”, a explicat Lerdrup.
Unul dintre motive este deteriorarea ADN-ului embrionului, ceea ce poate duce la un număr incorect de cromozomi.
„Daunele cromozomiale sunt frecvente şi duc la pierderea embrionilor, dar încă nu înţelegem complet cauzele. Aceasta este una dintre întrebările la care vrem să găsim răspunsuri”, a adăugat el.
Un proces sensibil în primele etape ale dezvoltării embrionare
În stadiile iniţiale ale sarcinii, embrionul se dezvoltă dintr-o singură celulă în mai multe celule printr-un proces numit diviziune celulară. De fiecare dată când o celulă se divide, ADN-ul – care conţine informaţiile genetice – trebuie să fie copiat.
Acest proces are loc constant în organismul uman pe tot parcursul vieţii.
„Diviziunea celulară este, în mod obişnuit, extrem de eficientă şi lipsită de erori. Având în vedere cele câteva trilioane de celule din corpul nostru, este uimitor cât de robust este acest mecanism”, a explicat profesorul.
Însă primele diviziuni celulare într-un embrion timpuriu sunt mult mai complexe.
„Ovulul şi spermatozoidul sunt celule foarte specializate, în care ADN-ul este compactat într-un spaţiu extrem de mic. Astfel, ADN-ul trebuie să fie desfăcut şi accesibil pentru replicare. În această primă celulă embrionară, genomul trece prin multiple tranziţii”, a explicat Lerdrup.
Cercetătorii cred că acest proces generează un „stres” considerabil asupra embrionului, un aspect studiat intens de profesorul Eva Hoffman de la Universitatea din Copenhaga.
„Ne putem imagina aceste evenimente ca pe o serie de momente critice care se suprapun în dezvoltarea embrionului. Ştim că această etapă este una esenţială în ciclul nostru de viaţă”, a declarat Lerdrup.
Un ovul uman. În timpul concepţiei, ovulul fuzionează cu spermatozoidul pentru a forma o singură celulă, ovulul fertilizat. Imagine: Departamentul de Medicină Reproductivă, Rikshospitalet.
ADN-ul matern şi patern se replică diferit
În noul lor studiu, cercetătorii au analizat tiparele de replicare ale ADN-ului în embrionii timpurii.
„Am descoperit diferenţe în mecanismele prin care ADN-ul matern şi patern sunt replicate în primele diviziuni celulare”, a declarat Jason Alexander Halliwell, profesor asociat la Universitatea din Copenhaga şi autor principal al studiului.
Studiul a fost realizat pe embrioni de şoarece şi publicat în revista Nature Communications.
Folosind tehnologii avansate de secvenţiere, cercetătorii au reuşit să analizeze separat tiparele de replicare ale genomului matern şi patern într-un singur embrion timpuriu. Procesul este foarte asemănător şi în cazul embrionilor umani.
În anumite regiuni, ADN-ul matern s-a replicat mult mai târziu decât ADN-ul patern, în timp ce în alte regiuni, ordinea a fost inversă.
„Acesta este unul dintre primele studii care a reuşit să identifice exact în ce părţi ale genomului ADN-ul este copiat primul şi în ce părţi este copiat ultimul”, a explicat Lerdrup.
„Este fascinant faptul că replicarea ADN-ului matern şi patern are loc la viteze diferite”, a adăugat profesorul asociat.
Descoperirea ar putea îmbunătăţi succesul FIV
Cercetătorii cred că înţelegerea mai profundă a factorilor care provoacă stres în dezvoltarea embrionară ar putea influenţa viitorul tratamentelor pentru fertilitate.
„Aceste noi cunoştinţe ne pot ajuta să înţelegem mai bine cauzele stresului şi erorilor din procesul de replicare a ADN-ului, care duc la pierderea embrionilor”, a spus Halliwell.
Acest lucru ar putea creşte rata de succes a fertilizării in vitro şi ar putea reduce riscul de defecte de dezvoltare,.
