Часики натикают: как математическая модель поможет лечить бесплодие
Российские ученые научились определять биологический возраст репродуктивной системы женщин с помощью так называемых эпигенетических часов — математической модели, которая рассчитывает реальную степень износа тканей человека. Если органы стареют быстрее обычного, обгоняя паспортный возраст человека, это указывает на риски различных заболеваний. В случае с женским здоровьем старение эндометрия может говорить о снижении способности зачать и возможности развития бесплодия. Новый метод расчета позволяет вовремя заметить такие изменения, замедлить старение репродуктивных тканей и увеличить шансы на успешное искусственное оплодотворение.
Не глядя в паспорт
Ученые подведомственного Минобрнауки Института цитологии (ИНЦ) РАН впервые применили новый инструмент для определения функционального состояния тканей женской репродуктивной системы. Они использовали эпигенетические часы — специальную математическую модель, которая оценивает биологический возраст и работает с базой данных ДНК. Наряду со знанием традиционного хронологического возраста, определяемого по дате рождения, с развитием науки для каждого отдельного пациента становится возможным узнать его индивидуальный биологический возраст. При этом ускорение старения (когда биологический возраст опережает хронологический) может указывать на риски развития различных заболеваний.
В изучении старения матки подобный уникальный инструмент был использован впервые. Среди врачей-репродуктологов традиционно считалось, что факт снижения фертильности (способности зачать) с возрастом объясняется угасанием функций яичников — снижением количества и качества яйцеклеток. В то же время состояние эндометрия (тканей матки) долгое время оставалось практически без внимания.
— Мы показали, что клетки эндометрия, как и любой другой ткани организма человека, подвержены возрастным изменениям. Для установления этого факта мы использовали так называемые эпигенетические часы, — рассказала «Известиям» старший научный сотрудник, заведующая группой механизмов клеточного старения ИНЦ РАН Александра Бородкина.
Ученые проанализировали около сотни исследований за несколько последних десятилетий, которые посвящены биологии эндометрия, феномену старения, регуляции экспрессии генов и способам оценки эпигенетического возраста, и нашли способ объединить эти знания вместе. Оригинальность решения, представленного научной группой, состоит в том, что точность эпигенетических часов предлагается повышать за счет учета природы исследуемой ткани.
В отличие от большинства тканей взрослого организма эндометрий подвержен непрерывным гормонозависимым изменениям, диктуемым менструальным циклом. Исследователи показали, что, внося в анализ дополнительную поправку и ориентируясь на фазу менструального цикла, возможно с высокой точностью определять биологический возраст эндометриальной ткани.
Приостановить «тиканье»
Предложенный метод может повысить эффективность искусственного оплодотворения, которое чаще всего используют при бесплодии, и помочь в замедлении старения репродуктивных тканей, рассказали «Известиям» специалисты. Группа ученых указала ряд распространенных женских репродуктивных заболеваний, развитие которых возможно предсказывать с использованием эпигенетических часов, а также осветила все известные на сегодняшний момент способы замедления их «тиканья».
— Уже сегодня существуют методы для того, чтобы замедлить или «обнулить» эпигенетическое старение в различных клетках. Возможно, они могут быть применимы и для тканей репродуктивной системы, — отметила Александра Бородкина.
К таким методам можно отнести как медикаментозное лечение, так и изменения в образе жизни. Дело в том, что скорость старения индивидуально зависит от генетики человека только на 20% и более чем на 80% — именно от эпигенетических факторов (сон, питание, физическая активность, экология и т.д.), отметила заведующая отделением вспомогательных репродуктивных технологий Клиники акушерства и гинекологии им. В.Ф. Снегирева Сеченовского Университета Екатерина Федина. Однако на данном этапе необходимы дальнейшие исследования в этом направлении.
— Вопросы старения клеток и тканей актуальны для современных людей, которые всё позже задумываются о создании семьи и продолжении рода. Часто они становятся пациентами клиник ЭКО. Такие исследования об эпигенетиченских часах позволят влиять на результативность программ вспомогательных репродуктивных технологий, — сказала она.
Идея эпигенетических часов в свое время потрясла всё мировое научное сообщество, меняя наши представления о биологических механизмах старения, рассказала «Известиям» ведущий врач гинеколог-репродуктолог сети центров «Нова Клиник» Екатерина Самохвалова. По ее мнению, применение этого метода в репродуктивной медицине очень перспективно, так как в последнее время за лечением обращается всё больше пациенток, находящихся в позднем репродуктивном возрасте.
— В этой возрастной группе шансы на успех оплодотворения обусловлены в первую очередь генетическим статусом эмбрионов. Чем старше женщина, тем чаще у эмбрионов выявляются аномалии, — рассказала врач.
Но даже если с ними все в порядке, у пациенток после 42 лет шансы на наступление беременности ниже, чем у женщин в возрасте до 34 лет. Долгое время клиницисты предполагали, что в основе проблемы лежит ухудшение кровотока и рецептивности (способности к принятию эмбриона) эндометрия, но все теории не давали исчерпывающих объяснений, подчеркнула Екатерина Самохвалова. А внедрение метода эпигенетических часов позволит лучше понять механизмы имплантации эмбриона в измененный возрастом эндометрий.
Разработка методов оценки возраста тканей эндометрия — это часть исследований ученых ИНЦ РАН проблемы преждевременного старения клеток женской репродуктивной системы, подходов для его замедления. Например, ранее специалисты института разработали метод, который позволяет предотвратить негативное воздействие стареющих клеток на процесс наступления беременности. Проект поддержан грантом Российского научного фонда.
