Cómo los óvulos inmaduros en los ovarios resisten el envejecimiento

ARRIBA: Las imágenes en vivo de un folículo humano muestran un óvulo con células de la granulosa en el borde exterior. La actividad de las especies reactivas de oxígeno (ROS), en rojo, se puede observar en las células de la granulosa pero no dentro del óvulo. Aida Rodriguez/Nature, CC-BY4.0

Fue un hallazgo demasiado llamativo como para confiar en él. Elvan Bke, bióloga molecular del Centro de Regulación Genómica de España, estaba estudiando cómo los óvulos inmaduros en animales, llamados ovocitos, se mantienen saludables en los ovarios antes de ser fertilizados, cuando los resultados de un ensayo de actividad molecular arrojaron algo que ella no sabía. saber era posible.  

Para sobrevivir, casi todas las células producen energía en forma de ATP a través de máquinas moleculares llamadas complejos I, II, III, IV y V, que descansan a lo largo de las membranas internas de las mitocondrias de las células. Pero cuando Bke buscó la actividad del complejo I en los óvulos inmaduros de las ranas con garras africanas (Xenopus laevis), no pudo detectarlo. Mi posdoctorado repitió el experimento 10 veces porque esperábamos algo menos blanco y negro, dice Bke.

Los hallazgos de su grupo, descritos el 20 de julio en Nature, marcan la primera vez que los científicos han observado que las mitocondrias de los ovocitos se saltan una reacción metabólica clave, llevada a cabo por el complejo I, que tiene lugar en todas las demás mitocondrias del cuerpo. Esto, según Bke, también explica por qué los óvulos inmaduros se conservan en los ovarios sin perder su potencia reproductiva.    

Los óvulos comienzan a formarse en los ovarios durante el desarrollo fetal, por lo que cuando nace una bebé, contiene de uno a dos millones de óvulos inmaduros para toda su vida, porque los ovarios no producen más óvulos. después del nacimiento Pero cómo estas células son capaces de mantenerse fuera de peligro por hasta 50 años y eventualmente hacer crecer un bebé sano, mientras que la mayoría de las otras células envejecen, mueren y son reemplazadas, ha sido un rompecabezas.  

Para averiguarlo, los investigadores comenzaron tomando imágenes de ovocitos humanos y de Xenopus en etapas tempranas para detectar si hay especies reactivas de oxígeno (ROS) que pueden dañar y matar células a lo largo de tiempo presente en las células. Estos compuestos se producen en grandes cantidades como subproducto de las reacciones llevadas a cabo por el complejo I.

Para sorpresa de los investigadores, los ovocitos no mostraron señales detectables de ROS. Y cuando los científicos trataron los ovocitos de Xenopus, que son más fáciles de obtener que los óvulos humanos debido a su abundancia, con vitamina K3 para promover la formación de ROS, más del 70 por ciento murió durante la noche, mientras que los ovocitos no tratados habían una tasa de supervivencia casi perfecta.

Ilustración de cómo los complejos incrustados en la membrana mitocondrial interna generan ATP ISTOCK.COM, extender01

Luego, los investigadores analizaron las proteínas que forman los complejos mitocondriales. Descubrieron que las proteínas que componen el complejo I en los ovocitos de Xenopus están inactivas, lo que respalda su hipótesis de que los ovocitos usan una vía alternativa desconocida para generar energía que salta el complejo I. Sea lo que sea, el proceso permite que las células produce suficiente energía utilizando complejos IIV para permanecer en modo de espera y sobrevivir durante décadas, pero reduce la cantidad de ROS producidas, según Bke.

Michael Klutstein, biólogo molecular de la Universidad Hebrea de Jerusalén que estudia ratones ovocitos y no participó en el trabajo actual, dice que los investigadores se basan en investigaciones previas sobre el daño celular causado por ROS y destacan un ángulo muy importante y nuevo sobre cómo los ovocitos resuelven este problema. La razón por la que no se había observado antes es que este campo de investigación no cuenta con fondos suficientes, agrega.

Aunque el estudio se realizó en Xenopus y no en ratones, lo que son biológicamente mucho más similares a los humanos, tendrá implicaciones de gran alcance, según Klutstein, al ayudar a avanzar en nuestra comprensión general de la biología reproductiva femenina, y tal vez incluso podría conducir al desarrollo de tratamientos contra el cáncer que no dañan los ovocitos. ;

Bke también dice que está emocionada de ver a dónde llevarán estos hallazgos a su grupo. El siguiente paso para el equipo es investigar qué mecanismos permiten que los ovocitos sobrevivan sin el complejo I.  

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