Notícias | Estudo revela novo mecanismo por trás da longevidade dos oócitos
Oócitos são células-ovo imaturas que se desenvolvem antes do nascimento em quase todos os mamíferos fêmeas. As futuras gerações dependem da sobrevivência, sem danos por muitos anos, dessa reserva finita. Nos camundongos, isso pode durar até 18 meses e, nos seres humanos, quase meio século — o tempo médio entre o nascimento e a menopausa. Como essas células alcançam tamanha longevidade permaneceu desconhecido por muito tempo.
Pesquisadores do Centro de Regulação Genômica (CRG), em Barcelona, descobriram um novo mecanismo que explica como os oócitos permanecem intactos por décadas, apesar do desgaste e dos danos que desativariam outros tipos de células. Publicados hoje na revista Cell, os resultados abrem uma nova fronteira na pesquisa sobre infertilidade sem causa esclarecida.
Os pesquisadores examinaram agregados de proteínas — grupos de proteínas mal dobradas ou danificadas. Se não forem controladas, essas substâncias nocivas se acumulam no citoplasma e se tornam altamente tóxicas. Sabe-se que agregados de proteínas se acumulam nos neurônios e estão associados a várias doenças neurodegenerativas. As células normalmente lidam com eles decompondo-os com enzimas especializadas. Elas também podem se dividir em duas novas células, concentrando os agregados em uma delas e poupando a outra.
Os oócitos são diferentes. Sua longevidade significa que não podem dispersar material tóxico por meio da divisão celular. Decompor constantemente os agregados de proteínas não é viável, pois exige uma quantidade significativa de energia, que pode não estar disponível. Os oócitos também precisam contribuir com todo o seu citoplasma para o embrião depois de se unir ao espermatozoide, por isso tendem a reduzir a atividade metabólica. Isso evita subprodutos que poderiam danificar o DNA materno e afetar o sucesso reprodutivo futuro, mas torna os oócitos especialmente vulneráveis a proteínas mal dobradas ou danificadas.
O Dr. Elvan Böke, chefe do grupo de Biologia dos Oócitos e Dormência Celular do CRG, explicou: "Em comparação com os milhares de artigos sobre agregação de proteínas em neurônios, quase não há pesquisas sobre como os oócitos de mamíferos lidam com isso, embora enfrentem os mesmos problemas de longevidade e de não se dividirem."
"Queríamos explorar como os oócitos lidam com essas proteínas mal dobradas ou danificadas", acrescentou o Dr. Böke.
Uma "equipe de limpeza" em patrulha
A equipe do Dr. Böke, liderada pelo Dr. Gabriele Zaffagnini, coletou milhares de oócitos imaturos, óvulos maduros e embriões iniciais de camundongos adultos. Usando corantes especiais e imagens de células vivas, observaram os agregados de proteínas em tempo real. Também utilizaram microscopia eletrônica para examinar detalhes em nanoescala dentro das células. O trabalho levou cinco anos e meio.
Os pesquisadores descobriram estruturas especializadas nos oócitos, que chamaram de EndoLysosomal Vesicular Assemblies (ELVAs). Cerca de 50 por oócito se movimentam pelo citoplasma, capturando e contendo os agregados de proteínas para que permaneçam inofensivos. Os pesquisadores descrevem as ELVAs como "superorganelas" porque são redes de muitos componentes celulares diferentes que trabalham como uma unidade.
O estudo identificou um momento crítico durante a maturação do oócito, quando ele se torna um óvulo maduro pronto para a ovulação e uma possível fertilização. As ELVAs se deslocaram para a superfície celular e degradaram os agregados de proteínas, fazendo uma limpeza profunda do citoplasma. Essa foi a primeira observação da estratégia singular do oócito para eliminar agregados de proteínas.
"Um oócito precisa fornecer todo o seu citoplasma ao embrião na fertilização, portanto não pode permitir que resíduos se acumulem e representem um risco existencial para sua função. As ELVAs atuam como uma sofisticada rede de eliminação de resíduos ou equipe de limpeza, patrulhando o citoplasma para que nenhum agregado flutue livremente. Elas contêm os agregados até que o oócito esteja pronto para eliminá-los de uma só vez. É uma estratégia eficaz e energeticamente eficiente", explicou o Dr. Gabriele Zaffagnini.
Agregados de proteínas podem causar infertilidade
A fertilidade diminui com a idade, e a baixa qualidade dos oócitos é uma das principais causas de infertilidade feminina. As taxas de infertilidade também estão aumentando em todo o mundo, em parte devido ao adiamento da maternidade. Entender como os oócitos permanecem saudáveis e por que essas estratégias falham com a idade é essencial para compreender a infertilidade sem causa esclarecida e desenvolver novos tratamentos.
Os resultados sugerem que os agregados de proteínas podem prejudicar a qualidade dos óvulos e embriões. O bloqueio experimental da degradação dos agregados de proteínas pelas ELVAs durante a maturação dos oócitos produziu óvulos defeituosos. Quando os pesquisadores intervieram para "forçar" os embriões a herdarem proteínas agregadas, 3/5 (60%) não completaram o desenvolvimento inicial.
O Dr. Böke concluiu: "Historicamente, muitos estudos se concentraram em um pequeno aspecto da queda da qualidade dos oócitos: meiose e aneuploidia. No entanto, uma revisão recente de 11,000 transferências de embriões mostrou que outros fatores desconhecidos impulsionam principalmente o declínio da fertilidade feminina relacionado à idade. Nossa pesquisa abre uma direção promissora para investigar se a degradação de proteínas e sua regulação nos oócitos podem explicar o declínio relacionado à idade na saúde dos embriões."
Os neurônios são outro tipo de célula longeva e não divisível que precisa lidar com agregados de proteínas. O acúmulo dessas substâncias nocivas está associado a várias doenças neurodegenerativas, incluindo a doença de Alzheimer. Estruturas semelhantes às ELVAs também existem nos neurônios e em outros tipos de células? Este estudo abre caminhos para pesquisas além da reprodução.
Notícias | Estudo revela novo mecanismo por trás da longevidade dos oócitos
Notícias | Estudo revela novo mecanismo por trás da longevidade dos oócitos
Oócitos são células-ovo imaturas que se desenvolvem antes do nascimento em quase todos os mamíferos fêmeas. As futuras gerações dependem da sobrevivência, sem danos por muitos anos, dessa reserva finita. Nos camundongos, isso pode durar até 18 meses e, nos seres humanos, quase meio século — o tempo médio entre o nascimento e a menopausa. Como essas células alcançam tamanha longevidade permaneceu desconhecido por muito tempo.
Pesquisadores do Centro de Regulação Genômica (CRG), em Barcelona, descobriram um novo mecanismo que explica como os oócitos permanecem intactos por décadas, apesar do desgaste e dos danos que desativariam outros tipos de células. Publicados hoje na revista Cell, os resultados abrem uma nova fronteira na pesquisa sobre infertilidade sem causa esclarecida.
Os pesquisadores examinaram agregados de proteínas — grupos de proteínas mal dobradas ou danificadas. Se não forem controladas, essas substâncias nocivas se acumulam no citoplasma e se tornam altamente tóxicas. Sabe-se que agregados de proteínas se acumulam nos neurônios e estão associados a várias doenças neurodegenerativas. As células normalmente lidam com eles decompondo-os com enzimas especializadas. Elas também podem se dividir em duas novas células, concentrando os agregados em uma delas e poupando a outra.
Os oócitos são diferentes. Sua longevidade significa que não podem dispersar material tóxico por meio da divisão celular. Decompor constantemente os agregados de proteínas não é viável, pois exige uma quantidade significativa de energia, que pode não estar disponível. Os oócitos também precisam contribuir com todo o seu citoplasma para o embrião depois de se unir ao espermatozoide, por isso tendem a reduzir a atividade metabólica. Isso evita subprodutos que poderiam danificar o DNA materno e afetar o sucesso reprodutivo futuro, mas torna os oócitos especialmente vulneráveis a proteínas mal dobradas ou danificadas.
O Dr. Elvan Böke, chefe do grupo de Biologia dos Oócitos e Dormência Celular do CRG, explicou: "Em comparação com os milhares de artigos sobre agregação de proteínas em neurônios, quase não há pesquisas sobre como os oócitos de mamíferos lidam com isso, embora enfrentem os mesmos problemas de longevidade e de não se dividirem."
"Queríamos explorar como os oócitos lidam com essas proteínas mal dobradas ou danificadas", acrescentou o Dr. Böke.
Uma "equipe de limpeza" em patrulha
A equipe do Dr. Böke, liderada pelo Dr. Gabriele Zaffagnini, coletou milhares de oócitos imaturos, óvulos maduros e embriões iniciais de camundongos adultos. Usando corantes especiais e imagens de células vivas, observaram os agregados de proteínas em tempo real. Também utilizaram microscopia eletrônica para examinar detalhes em nanoescala dentro das células. O trabalho levou cinco anos e meio.
Os pesquisadores descobriram estruturas especializadas nos oócitos, que chamaram de EndoLysosomal Vesicular Assemblies (ELVAs). Cerca de 50 por oócito se movimentam pelo citoplasma, capturando e contendo os agregados de proteínas para que permaneçam inofensivos. Os pesquisadores descrevem as ELVAs como "superorganelas" porque são redes de muitos componentes celulares diferentes que trabalham como uma unidade.
O estudo identificou um momento crítico durante a maturação do oócito, quando ele se torna um óvulo maduro pronto para a ovulação e uma possível fertilização. As ELVAs se deslocaram para a superfície celular e degradaram os agregados de proteínas, fazendo uma limpeza profunda do citoplasma. Essa foi a primeira observação da estratégia singular do oócito para eliminar agregados de proteínas.
"Um oócito precisa fornecer todo o seu citoplasma ao embrião na fertilização, portanto não pode permitir que resíduos se acumulem e representem um risco existencial para sua função. As ELVAs atuam como uma sofisticada rede de eliminação de resíduos ou equipe de limpeza, patrulhando o citoplasma para que nenhum agregado flutue livremente. Elas contêm os agregados até que o oócito esteja pronto para eliminá-los de uma só vez. É uma estratégia eficaz e energeticamente eficiente", explicou o Dr. Gabriele Zaffagnini.
Agregados de proteínas podem causar infertilidade
A fertilidade diminui com a idade, e a baixa qualidade dos oócitos é uma das principais causas de infertilidade feminina. As taxas de infertilidade também estão aumentando em todo o mundo, em parte devido ao adiamento da maternidade. Entender como os oócitos permanecem saudáveis e por que essas estratégias falham com a idade é essencial para compreender a infertilidade sem causa esclarecida e desenvolver novos tratamentos.
Os resultados sugerem que os agregados de proteínas podem prejudicar a qualidade dos óvulos e embriões. O bloqueio experimental da degradação dos agregados de proteínas pelas ELVAs durante a maturação dos oócitos produziu óvulos defeituosos. Quando os pesquisadores intervieram para "forçar" os embriões a herdarem proteínas agregadas, 3/5 (60%) não completaram o desenvolvimento inicial.
O Dr. Böke concluiu: "Historicamente, muitos estudos se concentraram em um pequeno aspecto da queda da qualidade dos oócitos: meiose e aneuploidia. No entanto, uma revisão recente de 11,000 transferências de embriões mostrou que outros fatores desconhecidos impulsionam principalmente o declínio da fertilidade feminina relacionado à idade. Nossa pesquisa abre uma direção promissora para investigar se a degradação de proteínas e sua regulação nos oócitos podem explicar o declínio relacionado à idade na saúde dos embriões."
Os neurônios são outro tipo de célula longeva e não divisível que precisa lidar com agregados de proteínas. O acúmulo dessas substâncias nocivas está associado a várias doenças neurodegenerativas, incluindo a doença de Alzheimer. Estruturas semelhantes às ELVAs também existem nos neurônios e em outros tipos de células? Este estudo abre caminhos para pesquisas além da reprodução.
Fonte da história:
Compilado on-line