Noticias | Un estudio revela un nuevo mecanismo relacionado con la longevidad de los ovocitos
Los ovocitos son células sexuales femeninas inmaduras que se desarrollan antes del nacimiento en casi todos los mamíferos hembra. Las generaciones futuras dependen de que esta reserva finita sobreviva sin daños durante muchos años. En ratones, esto puede durar hasta 18 meses y, en los seres humanos, casi medio siglo: el tiempo medio entre el nacimiento y la menopausia. Durante mucho tiempo se desconoció cómo estas células alcanzan tal longevidad.
Investigadores del Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona descubrieron un nuevo mecanismo que explica cómo los ovocitos permanecen intactos durante décadas, pese al desgaste y los daños que inhabilitarían a otros tipos de células. Publicados hoy en Cell, estos hallazgos abren una nueva frontera en la investigación de la infertilidad inexplicada.
Los investigadores examinaron agregados proteicos: grupos de proteínas mal plegadas o dañadas. Si no se controlan, estas sustancias nocivas se acumulan en el citoplasma y se vuelven muy tóxicas. Se sabe que los agregados proteicos se acumulan en las neuronas y están relacionados con varias enfermedades neurodegenerativas. Por lo general, las células los gestionan descomponiéndolos con enzimas especializadas. También pueden dividirse en dos células nuevas, concentrando los agregados en una célula y protegiendo a la otra.
Los ovocitos son diferentes. Su longevidad significa que no pueden dispersar el material tóxico mediante la división celular. Descomponer constantemente los agregados proteicos no es viable porque requiere una cantidad considerable de energía que quizá no esté disponible. Además, los ovocitos deben aportar todo su citoplasma al embrión después de unirse al espermatozoide, por lo que tienden a reducir su actividad metabólica. Esto evita subproductos que podrían dañar el ADN materno y afectar al éxito reproductivo futuro, pero hace que los ovocitos sean especialmente vulnerables a las proteínas mal plegadas o dañadas.
La Dra. Elvan Böke, directora del grupo de Biología de los Ovocitos y Latencia Celular del CRG, explicó: "En comparación con los miles de artículos sobre agregación proteica en neuronas, casi no existen investigaciones sobre cómo los ovocitos de los mamíferos afrontan este problema, aunque se enfrentan a las mismas dificultades de longevidad y ausencia de división celular."
"Queríamos explorar cómo gestionan los ovocitos estas proteínas mal plegadas o dañadas", añadió la Dra. Böke.
Un equipo de limpieza en patrulla
El equipo de la Dra. Böke, dirigido por el Dr. Gabriele Zaffagnini, recogió miles de ovocitos inmaduros, óvulos maduros y embriones tempranos de ratones adultos. Mediante tinciones especiales e imágenes de células vivas, observaron los agregados proteicos en tiempo real. También utilizaron microscopía electrónica para examinar detalles nanométricos del interior celular. El trabajo duró cinco años y medio.
Los investigadores descubrieron unas estructuras especializadas en los ovocitos, a las que denominaron ensamblajes vesiculares endolisosomales (ELVA). Aproximadamente 50 por ovocito se desplazan por el citoplasma, capturando y conteniendo los agregados proteicos para que sigan siendo inocuos. Los investigadores describen las ELVA como «superorgánulos» porque son redes de muchos componentes celulares diferentes que funcionan como una unidad.
El estudio identificó un momento crucial durante la maduración del ovocito, cuando este se convierte en un óvulo maduro listo para la ovulación y una posible fecundación. Las ELVA se desplazaron hasta la superficie celular y descompusieron los agregados proteicos, realizando una limpieza profunda del citoplasma. Fue la primera observación de la estrategia única del ovocito para eliminar los agregados proteicos.
"Un ovocito debe entregar todo su citoplasma al embrión durante la fecundación, por lo que no puede permitir que se acumulen residuos y supongan un riesgo existencial para su función. Las ELVA actúan como una sofisticada red de eliminación de residuos o un equipo de limpieza que patrulla el citoplasma para que ningún agregado quede libre. Contienen los agregados hasta que el ovocito está listo para eliminarlos todos a la vez. Es una estrategia eficaz y energéticamente eficiente", explicó el Dr. Gabriele Zaffagnini.
Los agregados proteicos pueden causar infertilidad
La fertilidad disminuye con la edad y la mala calidad de los ovocitos es una de las principales causas de infertilidad femenina. Las tasas de infertilidad también están aumentando en todo el mundo, en parte porque se retrasa la maternidad. Comprender cómo los ovocitos se mantienen sanos y por qué estas estrategias fallan con la edad es esencial para entender la infertilidad inexplicada y desarrollar nuevos tratamientos.
Los hallazgos sugieren que los agregados proteicos pueden perjudicar la calidad de los óvulos y los embriones. Bloquear experimentalmente la degradación de los agregados proteicos por las ELVA durante la maduración de los ovocitos produjo óvulos defectuosos. Cuando los investigadores intervinieron para «forzar» a los embriones a heredar proteínas agregadas, 3/5 (60%) no completaron el desarrollo temprano.
La Dra. Böke concluyó: "Históricamente, muchos estudios se han centrado en un pequeño aspecto del deterioro de la calidad ovocitaria: la meiosis y la aneuploidía. Sin embargo, una revisión reciente de 11,000 transferencias embrionarias mostró que otros factores desconocidos son los principales responsables del deterioro de la fertilidad femenina relacionado con la edad. Nuestra investigación abre una vía interesante para explorar si la degradación de proteínas y su regulación en los ovocitos pueden explicar el deterioro de la salud embrionaria relacionado con la edad."
Las neuronas son otro tipo de células longevas y no divisorias que deben gestionar los agregados proteicos. La acumulación de estas sustancias nocivas está relacionada con varias enfermedades neurodegenerativas, incluida la enfermedad de Alzheimer. ¿Existen también estructuras similares a las ELVA en las neuronas y en otros tipos de células? Este estudio abre vías de investigación más allá de la reproducción.
Fuente de la historia:
Recopilado en internet
Autor LinkedIVF TeamPublicado 2024-08-08
本文使用 AI 輔助整理；LinkedIVF 尚未記錄本篇的編輯審核，不構成醫療建議。
Este contenido es solo informativo y no constituye asesoramiento médico. Consulte a un profesional sanitario autorizado. Guía de contenidos y política editorial
Noticias | Un estudio revela un nuevo mecanismo relacionado con la longevidad de los ovocitos
Noticias | Un estudio revela un nuevo mecanismo relacionado con la longevidad de los ovocitos
Los ovocitos son células sexuales femeninas inmaduras que se desarrollan antes del nacimiento en casi todos los mamíferos hembra. Las generaciones futuras dependen de que esta reserva finita sobreviva sin daños durante muchos años. En ratones, esto puede durar hasta 18 meses y, en los seres humanos, casi medio siglo: el tiempo medio entre el nacimiento y la menopausia. Durante mucho tiempo se desconoció cómo estas células alcanzan tal longevidad.
Investigadores del Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona descubrieron un nuevo mecanismo que explica cómo los ovocitos permanecen intactos durante décadas, pese al desgaste y los daños que inhabilitarían a otros tipos de células. Publicados hoy en Cell, estos hallazgos abren una nueva frontera en la investigación de la infertilidad inexplicada.
Los investigadores examinaron agregados proteicos: grupos de proteínas mal plegadas o dañadas. Si no se controlan, estas sustancias nocivas se acumulan en el citoplasma y se vuelven muy tóxicas. Se sabe que los agregados proteicos se acumulan en las neuronas y están relacionados con varias enfermedades neurodegenerativas. Por lo general, las células los gestionan descomponiéndolos con enzimas especializadas. También pueden dividirse en dos células nuevas, concentrando los agregados en una célula y protegiendo a la otra.
Los ovocitos son diferentes. Su longevidad significa que no pueden dispersar el material tóxico mediante la división celular. Descomponer constantemente los agregados proteicos no es viable porque requiere una cantidad considerable de energía que quizá no esté disponible. Además, los ovocitos deben aportar todo su citoplasma al embrión después de unirse al espermatozoide, por lo que tienden a reducir su actividad metabólica. Esto evita subproductos que podrían dañar el ADN materno y afectar al éxito reproductivo futuro, pero hace que los ovocitos sean especialmente vulnerables a las proteínas mal plegadas o dañadas.
La Dra. Elvan Böke, directora del grupo de Biología de los Ovocitos y Latencia Celular del CRG, explicó: "En comparación con los miles de artículos sobre agregación proteica en neuronas, casi no existen investigaciones sobre cómo los ovocitos de los mamíferos afrontan este problema, aunque se enfrentan a las mismas dificultades de longevidad y ausencia de división celular."
"Queríamos explorar cómo gestionan los ovocitos estas proteínas mal plegadas o dañadas", añadió la Dra. Böke.
Un equipo de limpieza en patrulla
El equipo de la Dra. Böke, dirigido por el Dr. Gabriele Zaffagnini, recogió miles de ovocitos inmaduros, óvulos maduros y embriones tempranos de ratones adultos. Mediante tinciones especiales e imágenes de células vivas, observaron los agregados proteicos en tiempo real. También utilizaron microscopía electrónica para examinar detalles nanométricos del interior celular. El trabajo duró cinco años y medio.
Los investigadores descubrieron unas estructuras especializadas en los ovocitos, a las que denominaron ensamblajes vesiculares endolisosomales (ELVA). Aproximadamente 50 por ovocito se desplazan por el citoplasma, capturando y conteniendo los agregados proteicos para que sigan siendo inocuos. Los investigadores describen las ELVA como «superorgánulos» porque son redes de muchos componentes celulares diferentes que funcionan como una unidad.
El estudio identificó un momento crucial durante la maduración del ovocito, cuando este se convierte en un óvulo maduro listo para la ovulación y una posible fecundación. Las ELVA se desplazaron hasta la superficie celular y descompusieron los agregados proteicos, realizando una limpieza profunda del citoplasma. Fue la primera observación de la estrategia única del ovocito para eliminar los agregados proteicos.
"Un ovocito debe entregar todo su citoplasma al embrión durante la fecundación, por lo que no puede permitir que se acumulen residuos y supongan un riesgo existencial para su función. Las ELVA actúan como una sofisticada red de eliminación de residuos o un equipo de limpieza que patrulla el citoplasma para que ningún agregado quede libre. Contienen los agregados hasta que el ovocito está listo para eliminarlos todos a la vez. Es una estrategia eficaz y energéticamente eficiente", explicó el Dr. Gabriele Zaffagnini.
Los agregados proteicos pueden causar infertilidad
La fertilidad disminuye con la edad y la mala calidad de los ovocitos es una de las principales causas de infertilidad femenina. Las tasas de infertilidad también están aumentando en todo el mundo, en parte porque se retrasa la maternidad. Comprender cómo los ovocitos se mantienen sanos y por qué estas estrategias fallan con la edad es esencial para entender la infertilidad inexplicada y desarrollar nuevos tratamientos.
Los hallazgos sugieren que los agregados proteicos pueden perjudicar la calidad de los óvulos y los embriones. Bloquear experimentalmente la degradación de los agregados proteicos por las ELVA durante la maduración de los ovocitos produjo óvulos defectuosos. Cuando los investigadores intervinieron para «forzar» a los embriones a heredar proteínas agregadas, 3/5 (60%) no completaron el desarrollo temprano.
La Dra. Böke concluyó: "Históricamente, muchos estudios se han centrado en un pequeño aspecto del deterioro de la calidad ovocitaria: la meiosis y la aneuploidía. Sin embargo, una revisión reciente de 11,000 transferencias embrionarias mostró que otros factores desconocidos son los principales responsables del deterioro de la fertilidad femenina relacionado con la edad. Nuestra investigación abre una vía interesante para explorar si la degradación de proteínas y su regulación en los ovocitos pueden explicar el deterioro de la salud embrionaria relacionado con la edad."
Las neuronas son otro tipo de células longevas y no divisorias que deben gestionar los agregados proteicos. La acumulación de estas sustancias nocivas está relacionada con varias enfermedades neurodegenerativas, incluida la enfermedad de Alzheimer. ¿Existen también estructuras similares a las ELVA en las neuronas y en otros tipos de células? Este estudio abre vías de investigación más allá de la reproducción.
Fuente de la historia:
Recopilado en internet