Jajniki to gonady występujące u samic większości zwierząt (z wyjątkiem gąbek). U kobiet mają kształt spłaszczonych elipsoid o wymiarach ok. 5x3x1 cm i masie 6-8 g. Jajniki mają podwójne zadanie: nie dość, że wytwarzają komórki jajowe, które są niezbędne do procesu zapłodnienia; to na dodatek produkują hormony płciowe (estrogeny, progesteron czy relaksynę), które regulują funkcjonowanie całego organizmu kobiety.
Czytaj też: Stworzyli pierwsze w historii sztuczne jądra! Mamy rozwiązanie problemu bezpłodności?
Mimo że o funkcjonowaniu jajników wiemy całkiem sporo, to organ ten od dłuższego czasu pozostaje zagadką na poziomie komórkowym. Wkrótce może się to zmienić, bo uczeni z University of Michigan opracowali pierwszy na świecie kompletny “atlas” jajników. Może on okazać się bezcenny dla setek tysięcy kobiet, które nie mogą mieć biologicznych dzieci. Szczegóły opisano w Science Advances.
Ludzkie jajniki bez tajemnic
Eksperci uważają, że opracowany “atlas” to krok w kierunku stworzenia sztucznych jajników w laboratorium, które mogłyby być wykorzystywane w leczeniu niepłodności. Obecnie chirurdzy mogą wszczepiać wcześniej zamrożoną tkankę jajnika, aby tymczasowo przywrócić produkcję hormonów i komórek jajowych, ale metoda ta nie działa na dłuższą metę, gdyż niewiele pęcherzyków jajnikowych przeżywa ponowną implantację.
Czytaj też: “Kompletny” ludzki embrion stworzony z komórek macierzystych. Przekroczono kolejną granicę
Z drugiej strony, pęcherzyki, które nie uwalniają hormonów i komórek jajowych obumierają, więc dla podtrzymania żywotności całego organu, powinny jak najdłużej pracować. Dzięki nowo opracowanemu atlasowi można zidentyfikować geny ulegające ekspresji na poziomie pojedynczych komórek, które decydują o tym, że dany pęcherzyk działa, a inny nie.
Prof. Ariella Shikanov z University of Michigan mówi:
Teraz, gdy wiemy, które geny ulegają ekspresji w oocytach, możemy sprawdzić, czy wpływ na te geny może skutkować utworzeniem funkcjonalnego pęcherzyka. Można to wykorzystać do stworzenia sztucznego jajnika, który można następnie wszczepić z powrotem do organizmu.
Większość pęcherzyków jajnikowych, zwanych pęcherzykami pierwotnymi, pozostaje w stanie “uśpienia” i znajduje się w zewnętrznej warstwie jajnika, zwanej korą. Niewielka część tych pęcherzyków aktywuje się okresowo i migruje do jajnika, a tylko kilka z nich wytwarza dojrzałe komórki jajowe, które są uwalniane do jajowodu.
Dzięki możliwości kierowania rozwojem pęcherzyków i dostrojenia środowiska jajników, zmodyfikowana tkanka może funkcjonować znacznie dłużej niż niezmieniona. Oznacza to, że pacjentki będą miały dłuższe okno płodności, a także dłuższy okres, w którym ich organizm wytwarza hormony, które pomagają regulować cykl menstruacyjny i wspierają zdrowie całego organizmu.
Dr Jun Z. Li z University of Michigan dodaje:
Nie mówimy o wykorzystaniu matki zastępczej ani o sztucznym zapłodnieniu. Magia, nad którą pracujemy, polega na tym, że jesteśmy w stanie pobudzić niedojrzałą komórkę do dojrzałości, ale nie wiedząc, które cząsteczki napędzają ten proces, jesteśmy ślepi.
Stworzenie atlasu jajników nie byłoby możliwe, gdyby nie wykorzystanie techniki zwanej transkryptomią przestrzenną do śledzenie całej aktywności genów w próbkach tkanek. Naukowcy przeprowadzili sekwencjonowanie RNA pobranego z jajników od 5 kobiet. Nigdy wcześniej się to nie udało.
Prof. Ariella Shikanov podsumowuje:
Większość pęcherzyków jajnikowych, obecnych już od urodzenia, nigdy nie wchodzi do rosnącej puli i ostatecznie ulega samozniszczeniu. Te nowe dane pozwalają nam zacząć budować naszą wiedzę na temat tego, co składa się na dobrą komórkę jajową – co decyduje o tym, który pęcherzyk rośnie, owuluje, zostaje zapłodniony i stanie się dzieckiem.
Atlas jajników jest częścią projektu Human Cell Atlas, którego celem jest stworzenie “map wszystkich komórek, ich charakterystyki molekularnej i lokalizacji”. Dzięki temu naukowcy będą w stanie dokładnie zrozumieć, jak działa ludzki organizm i co dzieje się podczas zmian chorobowych.