Descubriendo los secretos para prolongar la fertilidad con proteínas de larga duración

SciTechDaily

El óvulo del ratón

Las hembras de los mamíferos nacen con todos los óvulos en los ovarios. Por lo tanto, algunas de estas células son longevas y deben funcionar durante todo este período. Los experimentos con ratones ahora lo han demostrado: las proteínas de muy larga vida en el ovario pueden mantener los óvulos sanos y preservar la fertilidad durante mucho tiempo. En el óvulo de ratón que se muestra aquí, los cromosomas son de color púrpura y la proteína citoesquelética actina es azul y blanca. Crédito: Melina Schuh / Instituto Max Planck de Ciencias Multidisciplinarias

Los investigadores de Max Planck han descubierto que las proteínas de larga vida en el ovario pueden mantener sanos los óvulos de los mamíferos y preservar la fertilidad durante mucho tiempo.

Las hembras de los mamíferos, incluidos los humanos, nacen con todos sus óvulos. De los entre uno y dos millones de óvulos de una mujer, alrededor de 400 maduran y pueden ser fertilizados antes de la menopausia. Por lo tanto, algunos óvulos sobreviven durante varias décadas y necesitan funcionar durante este largo período. Como han descubierto ahora equipos de investigadores de Gotinga (Alemania) en experimentos con ratones, las proteínas de vida muy larga del ovario desempeñan un papel importante. Estas proteínas de larga duración ayudan a mantener la fertilidad durante el mayor tiempo posible.

  • Nuevos hallazgos sobre la fertilidad femenina: los ovarios y los óvulos de ratones contienen proteínas de vida muy larga.
  • La agregación de proteínas dañinas relacionada con la edad ocurre con menos frecuencia en los óvulos que en otros tejidos como el cerebro.
  • Las proteínas de larga vida desaparecen gradualmente de los ovarios y los óvulos, lo que puede explicar por qué la fertilidad disminuye con la edad.

Fertilidad femenina y longevidad de los ovocitos.

«Los óvulos deben conservarse durante toda la vida reproductiva de la mujer para que puedan convertirse en embriones sanos», explica Melina Schuh, directora del Instituto Max Planck de Ciencias Multidisciplinarias (MPI). Incluso en ratones, que pueden reproducirse durante poco más de un año, la vida útil de los óvulos es más larga que la vida útil promedio de las proteínas. Las células vivas reciclan la mayoría de sus proteínas en unos días. Sin embargo, dependiendo del tipo y función celular, no todas las proteínas se degradan al mismo ritmo.

Junto con los líderes del grupo Julian Leip y Henning Urlaub, el equipo de Schuh investigó cuantitativamente con qué frecuencia se encuentran proteínas de larga duración en el ovario. Para sus experimentos, los investigadores combinaron diversos métodos bioquímicos y moleculares con modelos matemáticos. «Este enfoque multidisciplinario nos permitió observar proteínas en los ovarios y ovocitos de ratones en diferentes etapas de la vida para determinar la edad de las proteínas», dice Leap, líder del grupo de investigación Max Planck. Los científicos analizaron cómo la abundancia de proteínas cambiaba con el tiempo registrando el inventario de proteínas ováricas de casi 8.900 proteínas.

Estabilidad y función de proteínas de larga vida.

El resultado: los ovarios contienen una gran cantidad de proteínas de larga duración, más que cualquier otro tejido e incluso más que el cerebro. Estas proteínas estables se encuentran no sólo en los óvulos sino también en otras células somáticas del ovario.

«Muchas proteínas de larga vida tienen funciones protectoras como la reparación

ADN
El ADN, o ácido desoxirribonucleico, es una molécula compuesta por dos nucleótidos largos que se retuercen entre sí para formar una doble hélice. Es el material genético de los humanos y de casi todos los demás organismos el que contiene las instrucciones genéticas para el desarrollo, funcionamiento, crecimiento y reproducción. Cada célula del cuerpo de una persona contiene el mismo ADN. La mayor parte del ADN se encuentra en el núcleo de la célula (donde se llama ADN nuclear), pero también se encuentra una pequeña cantidad de ADN en las mitocondrias (llamada ADN mitocondrial o ADNmt).

» data-gt-translate-attributes=»({«attribute»:»data-cmtooltip», «format»:»html»})» tabindex=»0″ role=»link»>ADN o proteger las células contra daños», explica Urlaub, líder del grupo en el MPI y el Centro Médico Universitario de Göttingen. Estos ayudantes del plegamiento molecular, llamados chaperonas, evitan que las proteínas mal plegadas se agreguen y alteren los procesos celulares. Los experimentos de los científicos de Göttingen muestran que las chaperonas son extremadamente estables en el ovario y previenen la agregación durante mucho tiempo en el cerebro. Del mismo modo, las centrales eléctricas del óvulo, las mitocondrias, contienen proteínas particularmente estables. Dado que las mitocondrias se transmiten de la madre a la descendencia, es esencial que estos orgánulos permanecen sanos.

Disminución de las proteínas protectoras con la edad.

«Sin embargo, la concentración de muchas proteínas de larga vida en los ovarios y los óvulos disminuye con la edad. Por el contrario, las proteínas asociadas con una respuesta inflamatoria o inmune aguda aumentan con el tiempo», informa Schuh. Esto es consistente con hallazgos anteriores de que las respuestas inflamatorias son más comunes en los ovarios de las mujeres mayores. «La compleja red de proteínas ováricas cambia. La desaparición gradual de las proteínas de larga vida de los ovarios y los óvulos puede explicar por qué la fertilidad disminuye en las hembras de los mamíferos después de cierta edad.

Cita: «El mantenimiento de los ovocitos en el ovario de los mamíferos implica una longevidad proteica intensiva» Katarina Harasimov, Rebecca L. Gorey, Luisa M. Welp, Sarah Mae Penir, Yehor Horokhovsky, Shia Cheng, Katsuyoshi Takaoka, Alexandra Stutzetzzetzer, Ana Lisa Taylor Tavares, Monica Rabe, Sarah Hogg, Debojit Saha, Katharina Greve, Vera Skipper, Silvio O. Rizzoli, Henning Urlaub, Julian Leap y Melina Schuh, 20 de junio de 2024, Biología celular de la naturaleza.
DOI: 10.1038/s41556-024-01442-7

El estudio fue financiado por el Grupo de Excelencia «Bioimagen multiescala: de máquinas moleculares a redes de células excitables» (MBExC), del que son miembros Melina Schuh y Henning Urlaub.

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