Naukowcy badają „dialog” zarodka z macicą. To on decyduje o powodzeniu ciąży

Naukowcy z Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie odkryli kolejną zależność, która pomaga zrozumieć ten skomplikowany proces. Wyniki ich badań wskazują na kluczową rolę pęcherzyków zewnątrzkomórkowych, czyli unikalnych nośników molekularnego ładunku, wydzielanych zarówno przez zarodek, jak i matkę.

Mechanizmy decydujące o prawidłowym utrzymaniu ciąży u różnych gatunków ssaków oraz proces komunikacji zarodka z matką (w jaki sposób przebiega i przy udziale jakich czynników) to tematy naukowych zainteresowań prof. Moniki Kaczmarek, która kieruje Laboratorium Biologii Molekularnej w Instytucie Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie.

We wczesnej ciąży, kiedy zarodek dociera do macicy, rozpoczyna się intensywna komunikacja między zarodkiem a macicą. Wymiana sygnałów jest jednym z czynników decydujących o powodzeniu implantacji (zagnieżdżenia się) zarodka w ścianie macicy. Jak ten dialog przebiega tłumaczy prof. Monika Kaczmarek.

„Zarodek wysyła sygnał: jestem, a macica odpowiada gotowością do przyjęcia zarodka i dostarczaniem niezbędnych do jego dalszego rozwoju czynników i składników odżywczych. Wiadomo, że w ten dialog zaangażowane są setki cząsteczek, ale mimo zidentyfikowania wielu z nich, pełne zrozumienie złożoności tego mechanizmu nadal pozostaje zagadką” – wskazała prof. Monika Kaczmarek.

Naukowczyni dodała, że zrozumienie procesu komunikacji między zarodkiem a matką pozwoli badaczom odpowiedzieć na pytania dotyczące przyczyn niepowodzeń ciąży, które mogą zależeć m.in. od wad genetycznych zarodków, braku gotowości macicy do przyjęcia zarodka (czyli receptywności macicy) czy zaburzeń wspomnianego dialogu.

Badania zespołu prof. Moniki Kaczmarek dowiodły, że wczesne etapy implantacji zarodka są regulowane przez wymianę pęcherzyków zewnątrzkomórkowych pomiędzy zarodkiem a endometrium (błoną śluzową wyściełającą jamę macicy).

„Pęcherzyki zewnątrzkomórkowe (EVs) są nanocząstkami pokrytymi błoną, wydzielanymi przez wszystkie typy komórek w organizmach żywych. W ostatnim czasie zdobyły uznanie jako istotny element komunikacji międzykomórkowej. Co więcej, w ciągu ostatniej dekady ich rola stała się szczególnie istotna w obszarze biologii rozrodu ssaków, przyciągając uwagę wielu zespołów naukowych i badaczy na całym świecie” – podkreśliła badaczka.

W prowadzonych pracach wykorzystano model świni domowej (Sus scrofa), u której występuje wydłużony okres przedimplantacyjny, co ułatwia badanie dialogu między zarodkiem a matką. Naukowcy wyizolowali pęcherzyki zewnątrzkomórkowe z płynu macicznego pobranego w różnych dniach ciąży, a następnie potwierdzili ich udział w utrzymaniu tej kluczowej komunikacji.

„Wykazaliśmy, że podczas wczesnej ciąży światło macicy obfituje w pęcherzyki zewnątrzkomórkowe, które przenoszą wiele cząsteczek miRNA zdolnych do kierunkowania ekspresji (procesu, podczas którego konkretna informacja genetyczna zostaje odkodowana i przekazana do „produkcji białka”) genów zaangażowanych w rozwój zarodka i organizmu” – zaznaczyła prof. Monika Kaczmarek.

Dodała, że pęcherzyki, po dostarczeniu do pierwotnych komórek trofoblastu, wpływają na geny regulujące rozwój, jak również sygnalizację i interakcje między komórkami, w konsekwencji wpływając na proliferację (zdolność komórek do namnażania), migrację i zdolności inwazyjne komórek trofoblastu.

Na tej podstawie naukowcy wnioskują, że wymiana unikalnej populacji pęcherzyków zewnątrzkomórkowych i ich molekularnego ładunku między zarodkiem a matką jest kluczem do sukcesu implantacji zarodka i powodzenia ciąży.