Ученые выяснили, как увеличить шансы на успешное экстракорпоральное оплодотворение

Российские ученые определили, что старение стромальных клеток эндометрия — выстилки полости матки — может препятствовать прикреплению зародыша к стенке органа во время беременности, что способно привести к бесплодию. Причина заключается в том, что эти клетки перестают реагировать на гормональные сигналы и вырабатывать пролактин и другие факторы, необходимые для имплантации. Однако авторы доказали, что такого эффекта можно избежать, используя специальные препараты — сеноморфики, — которые при применении в клинической практике помогут увеличить шансы успешного экстракорпорального оплодотворения. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Human Reproduction.

Клетки эндометрия — ткани, выстилающей полость матки, — в течение менструального цикла претерпевают значительные изменения. Активно делящиеся стромальные (стволовые) клетки превращаются в зрелые децидуальные, которые обеспечивают правильное прикрепление зародыша к стенке матки и выделяют вещества, необходимые для его последующего развития, включая женский половой гормон пролактин. Этот процесс называется децидуализацией, и его нарушение приводит к бесплодию.

Ученые из Института цитологии РАН (Санкт-Петербург) подтвердили, что в процессе старения стромальных клеток эндометрия (СКЭ) нарушается процесс их превращения в децидуальные. Это, в свою очередь, препятствует имплантации зародыша и дальнейшему протеканию беременности. При старении клетки утрачивают способность к делению, увеличиваются в размерах, для них характерны повреждения в ДНК, нарушения в работе генов, повышение уровня активных форм кислорода. Биологи сравнили свойства молодых и старых СКЭ, полученных от доноров, в условиях in vitro, то есть вне организма. В первую очередь авторов интересовало, как эти клетки реагируют на обработку гормонами прогестероном и эстрогеном, поскольку именно они дают сигнал стромальным клеткам к децидуализации.

Оказалось, что старые стромальные клетки гораздо хуже реагировали на действующие на них половые гормоны, что снижало их способность дифференцироваться в децидуальные. Также у них менее активно работали гены-маркеры этого превращения. В результате такие клетки выделяли примерно в 1,5 раза меньше пролактина, чем молодые, что создавало неблагоприятные условия для имплантации. Проведя эксперимент с модельными бластоцистами, имитирующими зародыш на ранней стадии развития, ученым удалось продемонстрировать, что стареющие СКЭ действительно могут препятствовать полноценному погружению эмбриона в строму эндометрия.

Кроме того, стареющие СКЭ мешали децидуализации соседних молодых клеток при непосредственном контакте с ними, а также за счет выделения в среду особых веществ. Однако дополнительная обработка сеноморфиками — препаратами, снижающими проявление признаков старения, — помогла восстановить способность клеток воспринимать гормональные сигналы. С помощью метформина удалось прекратить негативное воздействие стареющих СКЭ на соседние молодые клетки. Подобно этому лекарству, рапамицин усилил проникновение бластоцистоподобных структур в слой, образованный линией со стареющими клетками, улучшив, таким образом, имплантацию примерно в 1,4 раза.

«Воздействие на стареющие эндометриальные стромальные клетки при помощи особых соединений — сеноморфиков — способствовало восстановлению рецептивных свойств эндометрия. При последующей клинической адаптации подход, основанный на использовании сеноморфиков, может быть использован для повышения эффективности циклов экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) и снижения процента женщин, страдающих от многократных неудачных имплантаций, а также для решения ряда других проблем женской репродукции», — рассказывает руководитель проекта по гранту РНФ Александра Бородкина, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, руководитель научной группы механизмов клеточного старения лаборатории внутриклеточной сигнализации Института цитологии РАН.

Текст: Анна Дегтярь