Znanstvenici izradili prvu kartu ljudskog jajnika

Godinama su znanstvenici pokušavali stvoriti ljudski umjetni jajnik, vraćajući plodnost pacijenticama bez drugih opcija. Prva stanična mapa ljudskog jajnika, nedavno razvijena na Sveučilištu Michigan, Ann Arbor, predstavlja veliki korak naprijed u toj potrazi.

"Ne možete nešto izgraditi ako nemate nacrt", rekla je biomedicinska inženjerka dr. Ariella Shikanov, izvanredna profesorica na Sveučilištu u Michiganu koja je pomogla u stvaranju onoga što ona i kolege nazivaju atlasom jajnika. Stvaranjem karte ili atlasa sada možemo pratiti što je priroda stvorila i projektirati gradivne blokove jajnika i izgraditi strukturu nalik prirodi."

Do sada je koncept umjetnog jajnika bio uspješan samo u miševa, s razvojem 3D printanog protetskog jajnika koji je omogućio steriliziranim miševima da imaju mladunce. Istraživači se nadaju da bi tehnologija umjetnih ljudskih jajnika jednog dana mogla pomoći ženama koje su ostale neplodne nakon liječenja raka, kao i pacijenticama koje ne reagiraju na liječenje plodnosti i onima s preuranjenim zatajenjem jajnika.

Međutim, Shikanova vjeruje da će ovo istraživanje ići još dalje, pružajući vrijedan izvor znanstvenicima koji proučavaju bolesti i druga stanja povezana s jajnicima.

Kad god ljudi razmišljaju o jajniku, ako uopće razmišljaju o tome, obično misle na plodnost. Jajnik je puno više. Osim proizvodnje i nošenja neoplođenih jajnih stanica žene tijekom života, jajnik je odgovoran i za endokrinu funkciju — proizvodnju estrogena i progesterona, koji, osim što podržavaju reproduktivno zdravlje, pomažu u održavanju kardiovaskularnog, koštanog i mentalnog zdravlja žene.

"Još ne razumijemo sve što se događa u jajniku", rekao je Shikanova. Ali znamo da je to vitalni organ."

Mapiranje jajnika

Budući da ljudi obično ne doniraju svoje jajnike, malo ih je dostupnih za istraživanje, posebno od žena mlađe reproduktivne dobi. Dakle, znanstvenici su krenuli u izgradnju resursa. Opisali su svoj rad u Science Advances.

Istraživači su proučavali dva jajnika donora u premenopauzi kako bi izradili njihov atlas, profilirajući 18.000 gena u 257 regija. Također su generirali jednostanične podatke o sekvenciranju RNK iz tri dodatna donorska jajnika, ukupno 21.198 stanica.

Identificirali smo četiri glavna tipa stanica i četiri podtipa imunoloških stanica u jajniku. Uzimanje uzoraka iz različitih područja jajnika otkrilo je različite aktivnosti gena za oocite, teka stanice i granulozne stanice — što je proširilo razumijevanje znanstvenika o molekularnim programima koji pokreću razvoj folikula jajnika.

Ono što je jedinstveno u njihovom radu jest fokus na jednostaničnu i prostornu analizu, rekao je koautor studije Jun Z. Li, pomoćni predsjedatelj Odjela za računalnu medicinu i bioinformatiku Sveučilišta u Michiganu. Točnije, koristili su novu metodu nazvanu prostorna transkriptomika, koja im omogućuje da vide koji se geni aktiviraju i koji jesu.

"Konstruiramo prostorni raspored stanica u jajniku", rekao je Li. "Ova prostorna analiza je kao da kažete: 'Daj mi da pogledam gdje si ti i tko ti je susjed'." Li je primijetio da se njihovi nalazi temelje na drugim genetskim i staničnim istraživanjima. Biomedicinski inženjeri u drugim područjima medicine primjenjuju slične tehnologije na druge organe, uključujući srce, dojke i kosti - dio većeg projekta pod nazivom Atlas ljudskih stanica.

Unapređenje istraživanja o zdravlju žena

Povijesno gledano, istraživanje ženskog zdravlja bilo je nedovoljno financirano i nedovoljno zastupljeno, ali autori vjeruju da je njihov atlas jajnika značajan korak naprijed.

Postoji mnogo bioloških pitanja o jajniku na koja ne znamo odgovore. Jedna od najvećih misterija je zašto toliko mnogo jajašca nikada ne postane oplodivo. Svaka se ženska osoba rađa s jednim do dva milijuna folikula jajnika, a svaki folikul nosi jednu nezrelu jajnu stanicu. Oko puberteta, dvije trećine ovih folikula odumiru, a većina preostalih nikad se ne razvije u jajašca koja se mogu oploditi.

Većina tih folikula ili samo raste i luči hormone ili prolazi kroz atreziju. Jedno pitanje koje smo željeli razumjeti je, što određuje jajašce koje može rasti, ovulirati i postati oplodno jajašce i potencijalno se razviti u novo ljudsko biće iz onog koje ne može?

Još jedno veliko pitanje koje istraživači postavljaju je: Što se događa s drugim vrstama stanica u jajniku — potpornim stanicama koje proizvode endokrine hormone? Gdje se nalaze i koje proteine ​​i RNA stvaraju? Njihovo istraživanje razotkriva neka od ovih pitanja i postavlja temelje za buduće studije.

Željeli smo analizirati transkripcijske potpise iz određenih regija, napraviti bioinformatičku analizu i kombinirati strukturu, funkciju i transkripcijske potpise. Poznavanje transkripcijskih potpisa može pomoći istraživačima da razumiju mehanizme bolesti i zatim krenu u razvoj tretmana za te bolesti.

Winifred Mak, MD, PhD, reproduktivni endokrinolog i specijalist za neplodnost na Dell Medical School, Sveučilište Texas, Austin, proučava očuvanje plodnosti nakon raka. "Za mene je zanimljivo vidjeti da postoji toliko mnogo različitih nakupina stanica u jajniku koje je ova studija identificirala, a kojih prije nismo nužno bili svjesni", rekao je Mak, koji nije uključen u novo istraživanje. "Također, identifikacija novih gena koji prethodno nisu proučavani u ljudskom jajniku."

Što je sljedeće?

Deseci znanstvenika koji proučavaju reproduktivno zdravlje već kontaktiraju istraživače u vezi sa svojim radom, tražeći setove podataka ili tražeći detalje iz ovog rada, od ljudi koji proučavaju rak jajnika, na primjer.

Mak je rekao da posjedovanje karte normalnog jajnika također može pomoći istraživačima koji proučavaju preuranjenu insuficijenciju jajnika - zašto jajnik ponekad ulazi u preuranjenu menopauzu - i sindrom policističnih jajnika.

Drugo veliko područje istraživačkog interesa je starenje jajnika. Žene sada žive puno dulje, ali ipak dolazimo u menopauzu s 50 godina. Dakle, napori idu prema razumijevanju starenja jajnika i možda ga sprječavaju da produži dugovječnost jajnika.

Mak je rekao da će to omogućiti znanstvenicima da gledaju žene različite dobi i vide koji se geni mijenjaju tijekom reproduktivnog životnog vijeka.

Atlas bi također mogao na kraju dovesti do tretmana koji pomažu obnoviti plodnost kod pojedinaca koji su kao djeca imali ili su se liječili od raka, ljudi koji prolaze kroz promjenu spola i onih čiji su reproduktivni organi bili pogođeni traumom u okruženju sukoba ili nesrećama, rekao je Li.

Shikanova je rekla da su prijave brojne i uzbudljive. Naš atlas je kao mjerilo. Sada istraživači mogu prikupiti jajnike od osoba s ovim bolestima i stanjima i pokušati usporediti što je drugačije.

Scientists Create First Map of a Human Ovary: What to Know - Medscape - May 16, 2024.

Dr. Vesna Harni