Эпигенетика сперматозоидов может быть связана с ранней потерей беременности

Причины ранней потери беременности часто ищут прежде всего в организме женщины. Однако биолог Лейси Луэнс изучает другую сторону вопроса - возможный вклад сперматозоидов отца и связанных с ними эпигенетических изменений.

Исследование проводят на крупном рогатом скоте. Такая модель не дает прямых ответов о беременности у человека, но раннее развитие эмбрионов коров и людей имеет сходные особенности, включая характер деления клеток и сроки активации генов нового эмбриона.

Почему внимание обратили на сперматозоиды

Потеря беременности может быть связана с хромосомными нарушениями, заболеваниями или состоянием матки. Но во многих случаях причина остается неизвестной.

Луэнс предполагает, что одним из возможных факторов может быть эпигенетика сперматозоидов. Речь идет не об изменениях самой последовательности ДНК, а о механизмах, которые влияют на ее упаковку и на то, какие гены включаются или выключаются.

«Мы пытаемся понять, как эпигенетические изменения, переносимые сперматозоидом, могут влиять на фертильность, беременность, а затем на здоровье и развитие в долгосрочной перспективе», - объясняет Луэнс.

Проект стоимостью 1,65 миллиона долларов посвящен тому, как отцовские эпигенетические особенности передаются эмбриону. Ученые сравнят сперму быков с высокой и низкой фертильностью и проверят, связаны ли различия в эпигеноме с нарушениями развития эмбриона и потерей беременности.

Какую роль играют гистоны

Особое внимание команда уделяет гистонам - белкам, вокруг которых упаковывается ДНК. Их можно сравнить с катушками, на которые наматывается нить.

Предыдущие исследования указывают на клиническую связь: у мужчин с нарушениями гистонов в сперматозоидах партнерши чаще сталкиваются с потерей беременности. Почему существует такая ассоциация, пока неясно.

«Мы знаем, что клиническая корреляция есть, но не понимаем ее причин. Выяснить это - наша задача», - говорит Луэнс.

Что будут изучать на эмбрионах крупного рогатого скота

По оценкам, почти 50% беременностей у крупного рогатого скота завершаются преждевременно. У людей, как говорится в исходном материале, более 50% всех зачатий, предположительно, не заканчиваются рождением ребенка. При этом проводить подобные эксперименты с человеческими эмбрионами невозможно.

Ученые выполнят молекулярный и геномный анализ образцов спермы быков с разными показателями фертильности. Их цель - найти изменения, которые могли бы служить биомаркерами риска потери беременности.

С помощью ЭКО команда получит эмбрионы от быков с определенными особенностями эпигенома сперматозоидов. За развитием эмбрионов будут наблюдать в режиме покадровой съемки. Геномный анализ должен показать, влияют ли изменения гистонов сперматозоидов на развитие и регуляцию генов.

Исследователи также планируют применять редактирование генов, включая систему CRISPR/Cas9. Они хотят проследить изменения экспрессии генов на самых ранних этапах развития эмбриона до имплантации и оценить, могут ли эти данные подсказать, что происходит у человека.

Можно ли заранее предсказать потерю беременности

За пять лет команда рассчитывает выявить биомаркеры или изменения хроматина и гистонов сперматозоидов, которые могут быть связаны с риском потери беременности у людей и крупного рогатого скота. Хроматином называют комплекс ДНК и белков, обеспечивающий упаковку генетического материала.

Ученые также изучат конкретные генные пути, которые регулируются эпигенетическими особенностями сперматозоидов на ранних этапах развития эмбриона и могут быть необходимы для сохранения беременности и рождения живого потомства.

Пока это исследовательская работа на животных, а не готовый метод диагностики или лечения для людей. Авторы надеются, что результаты в будущем окажутся полезны для ведения пациентов и животных с бесплодием, нарушениями развития эмбрионов и потерями беременности. Однако возможное применение таких биомаркеров еще предстоит подтвердить.

Источник: News-Medical