Nachrichten | Embryonen von Patientinnen mit PCOS tragen ein charakteristisches epigenetisches Gedächtnis und liefern Hinweise auf die Vererbung
Beim 41st Jahrestreffen der European Society of Human Reproduction and Embryology (ESHRE) stellten Forschende eine Studie vor, in der ein charakteristisches „epigenetisches Gedächtnis“ in Embryonen von Frauen mit polyzystischem Ovarialsyndrom (PCOS) identifiziert wurde. Dieser Befund könnte erklären, warum PCOS familiär gehäuft auftritt.
PCOS ist eine häufige endokrine Erkrankung, von der weltweit etwa 10% der Frauen im reproduktionsfähigen Alter betroffen sind. Typische Merkmale sind unregelmäßige Menstruation, Hyperandrogenismus und eine polyzystische Ovarialmorphologie. PCOS ist eine häufige Ursache für Unfruchtbarkeit, doch seine genetischen Mechanismen und molekularen Grundlagen sind weiterhin unklar.
Frühe Embryonen tragen bereits in den Eizellen vorhandene Anomalien
Das von Dr. Qianshu Zhu geleitete Team analysierte Eizellen und Embryonen aus Zyklen der assistierten Reproduktion von 133 Patientinnen mit PCOS und 95 unfruchtbaren Frauen ohne PCOS. Die Genexpression und epigenetische Merkmale wurden mittels Sequenzierung mit extrem geringem Ausgangsmaterial auf Einzelzellebene untersucht.
Embryonen von Patientinnen mit PCOS wiesen systematische Anomalien bei der embryonalen Genomaktivierung (EGA), den Stoffwechselwegen, der Chromatinstruktur und der epigenetischen Regulation auf. Auch Retrotransposons waren ungewöhnlich aktiviert, was auf eine beeinträchtigte Stabilität in der frühen Embryonalentwicklung hindeutet.
Die Veränderungen standen in engem Zusammenhang mit der Störung von drei wichtigen Histonmodifikationen:
H3K27me3, ein klassischer Marker für die Transkriptionsrepression;
H3K4me3, ein Marker für aktive Promotoren;
H3K9me3, ein mit Heterochromatin assoziierter Marker.
Dr. Zhu sagte: „Fast die Hälfte der in Embryonen am dritten Tag beobachteten H3K27me3-Anomalien war bereits in den Eizellen vorhanden, was auf die Übertragung mütterlicher epigenetischer Signale auf die nächste Generation hindeutet.“
In-vitro-Intervention kehrt Anomalien teilweise um
Um den Mechanismus zu prüfen, behandelten die Forschenden Embryonen in vitro mit zwei Inhibitoren des PRC2-Komplexes, EED226 und Valemetostat. Die H3K27me3-Spiegel sanken, wodurch die normale Genexpressionsaktivität teilweise wiederhergestellt wurde. Das Ergebnis deutet darauf hin, dass epigenetische Interventionen während der assistierten Reproduktion einige embryonale Anomalien beheben könnten.
„H3K27me3 wurde hauptsächlich im Zusammenhang mit Krebs untersucht, doch seine mögliche Rolle bei der transgenerationalen Übertragung von PCOS eröffnet neue Möglichkeiten für die klinische Embryonenbeurteilung und Intervention“, sagte Dr. Zhu.
H3K27me3 könnte zu einem Marker für die Auswahl von IVF-Embryonen werden
Die Diagnose von PCOS stützt sich derzeit hauptsächlich auf Hormonspiegel und Befunde der Ultraschalluntersuchung der Eierstöcke. Das Team schlägt vor, dass epigenetische Marker wie H3K27me3 künftig eine frühere Risikoerkennung, die Auswahl von Embryonen und bessere Ergebnisse der assistierten Reproduktion unterstützen könnten.
Dr. Zhu betonte, dass die Studie im Labor kultivierte Embryonen untersuchte und keine Aussagen über langfristige Auswirkungen auf Föten oder Säuglinge zulässt. Als Nächstes plant das Team, bei Mäusen Kdm6a und Kdm6b, H3K27me3-Demethylasen, herunterzuregulieren, um festzustellen, ob PCOS-ähnliche Merkmale auftreten.
„Wenn eine Veränderung der Histonmarkierungen PCOS-Merkmale in der nächsten Generation verändert, könnte dies ein äußerst vielversprechendes molekulares Ziel für die Prävention liefern.“
ESHRE-Vorsitzende Prof. Karen Sermon kommentierte: „PCOS bleibt ein molekulares Rätsel. Diese systematische Untersuchung von Eizellen und Embryonen zahlreicher Patientinnen eröffnet ein neues Fenster zum Verständnis und zur Behandlung der Erkrankung.“
Das Studienabstract wurde in Human Reproduction veröffentlicht.
Nachrichten | Embryonen von Patientinnen mit PCOS tragen ein charakteristisches epigenetisches Gedächtnis und liefern Hinweise auf die Vererbung
Nachrichten | Embryonen von Patientinnen mit PCOS tragen ein charakteristisches epigenetisches Gedächtnis und liefern Hinweise auf die Vererbung
Beim 41st Jahrestreffen der European Society of Human Reproduction and Embryology (ESHRE) stellten Forschende eine Studie vor, in der ein charakteristisches „epigenetisches Gedächtnis“ in Embryonen von Frauen mit polyzystischem Ovarialsyndrom (PCOS) identifiziert wurde. Dieser Befund könnte erklären, warum PCOS familiär gehäuft auftritt.
PCOS ist eine häufige endokrine Erkrankung, von der weltweit etwa 10% der Frauen im reproduktionsfähigen Alter betroffen sind. Typische Merkmale sind unregelmäßige Menstruation, Hyperandrogenismus und eine polyzystische Ovarialmorphologie. PCOS ist eine häufige Ursache für Unfruchtbarkeit, doch seine genetischen Mechanismen und molekularen Grundlagen sind weiterhin unklar.
Frühe Embryonen tragen bereits in den Eizellen vorhandene Anomalien
Das von Dr. Qianshu Zhu geleitete Team analysierte Eizellen und Embryonen aus Zyklen der assistierten Reproduktion von 133 Patientinnen mit PCOS und 95 unfruchtbaren Frauen ohne PCOS. Die Genexpression und epigenetische Merkmale wurden mittels Sequenzierung mit extrem geringem Ausgangsmaterial auf Einzelzellebene untersucht.
Embryonen von Patientinnen mit PCOS wiesen systematische Anomalien bei der embryonalen Genomaktivierung (EGA), den Stoffwechselwegen, der Chromatinstruktur und der epigenetischen Regulation auf. Auch Retrotransposons waren ungewöhnlich aktiviert, was auf eine beeinträchtigte Stabilität in der frühen Embryonalentwicklung hindeutet.
Die Veränderungen standen in engem Zusammenhang mit der Störung von drei wichtigen Histonmodifikationen:
H3K27me3, ein klassischer Marker für die Transkriptionsrepression;
H3K4me3, ein Marker für aktive Promotoren;
H3K9me3, ein mit Heterochromatin assoziierter Marker.
Dr. Zhu sagte: „Fast die Hälfte der in Embryonen am dritten Tag beobachteten H3K27me3-Anomalien war bereits in den Eizellen vorhanden, was auf die Übertragung mütterlicher epigenetischer Signale auf die nächste Generation hindeutet.“
In-vitro-Intervention kehrt Anomalien teilweise um
Um den Mechanismus zu prüfen, behandelten die Forschenden Embryonen in vitro mit zwei Inhibitoren des PRC2-Komplexes, EED226 und Valemetostat. Die H3K27me3-Spiegel sanken, wodurch die normale Genexpressionsaktivität teilweise wiederhergestellt wurde. Das Ergebnis deutet darauf hin, dass epigenetische Interventionen während der assistierten Reproduktion einige embryonale Anomalien beheben könnten.
„H3K27me3 wurde hauptsächlich im Zusammenhang mit Krebs untersucht, doch seine mögliche Rolle bei der transgenerationalen Übertragung von PCOS eröffnet neue Möglichkeiten für die klinische Embryonenbeurteilung und Intervention“, sagte Dr. Zhu.
H3K27me3 könnte zu einem Marker für die Auswahl von IVF-Embryonen werden
Die Diagnose von PCOS stützt sich derzeit hauptsächlich auf Hormonspiegel und Befunde der Ultraschalluntersuchung der Eierstöcke. Das Team schlägt vor, dass epigenetische Marker wie H3K27me3 künftig eine frühere Risikoerkennung, die Auswahl von Embryonen und bessere Ergebnisse der assistierten Reproduktion unterstützen könnten.
Dr. Zhu betonte, dass die Studie im Labor kultivierte Embryonen untersuchte und keine Aussagen über langfristige Auswirkungen auf Föten oder Säuglinge zulässt. Als Nächstes plant das Team, bei Mäusen Kdm6a und Kdm6b, H3K27me3-Demethylasen, herunterzuregulieren, um festzustellen, ob PCOS-ähnliche Merkmale auftreten.
„Wenn eine Veränderung der Histonmarkierungen PCOS-Merkmale in der nächsten Generation verändert, könnte dies ein äußerst vielversprechendes molekulares Ziel für die Prävention liefern.“
ESHRE-Vorsitzende Prof. Karen Sermon kommentierte: „PCOS bleibt ein molekulares Rätsel. Diese systematische Untersuchung von Eizellen und Embryonen zahlreicher Patientinnen eröffnet ein neues Fenster zum Verständnis und zur Behandlung der Erkrankung.“
Das Studienabstract wurde in Human Reproduction veröffentlicht.
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