Skąd nieustająca płodność golców i jak wyniki badań przełożą się na leczenie ludzi?

W przeciwieństwie do ludzi i innych ssaków, które z wiekiem stają się mniej płodne, golce piaskowe (Heterocephalus glaber) mogą rozmnażać się przez całe swoje niezwykle długie życie. Dalsze badania nad ich płodnością mogą mieć znaczenie dla leczenia ludzi – informuje pismo „Nature Communications”.

– Golce to najdziwniejsze ssaki. Są najdłużej żyjącymi gryzoniami, prawie nigdy nie chorują na raka, nie odczuwają bólu jak inne ssaki, żyją w podziemnych koloniach i tylko królowa może mieć dzieci. Ale dla mnie najbardziej zdumiewające jest to, że nigdy nie przestają mieć dzieci, ponieważ nie mają spadku płodności wraz z wiekiem. Chcemy zrozumieć, jak to robią – powiedział główny autor badania Miguel Brieno-Enríquez, doktor medycyny, adiunkt w Magee-Womens Research Institute i University of Pittsburgh School of Medicine's Department of Obstetrics, Gynecology and Reproductive Sciences.

W przypadku większości ssaków, w tym ludzi i myszy, samice rodzą się z ograniczoną liczbą komórek jajowych, które są wytwarzane jeszcze w życiu płodowym w procesie zwanym oogenezą. Raz wytworzonych komórek z czasem tylko ubywa – niektóre są uwalniane podczas owulacji, jednak większość po prostu obumiera. Dlatego płodność spada wraz z wiekiem.

Natomiast królowe golców mogą rozmnażać się aż do starości. Najwyraźniej gryzonie te potrafią zachować rezerwę jajnikową i uniknąć spadku płodności.

– Istnieją trzy możliwości, w jaki sposób to robią: rodzą się z dużą ilością komórek jajowych, mniej z tych komórek obumiera lub po urodzeniu nadal wytwarzają komórki jajowe. Moja ulubiona hipoteza jest taka, że używają połączenia wszystkich trzech – stwierdził naukowiec.

Podczas swoich badań Brieno-Enríquez i jego zespół znaleźli dowody na każdy z trzech wymienionych przez niego mechanizmów. Porównali jajniki golców i myszy na różnych etapach rozwoju. Pomimo podobnych rozmiarów myszy żyją najwyżej cztery lata i zaczynają wykazywać spadek płodności po dziewięciu miesiącach, natomiast golce żyją średnio 30 lat lub więcej.

Samice golców okazały się mieć wyjątkowo dużą liczbę komórek jajowych w porównaniu z myszami, przy czym śmiertelność tych komórek była niższa niż u myszy. Na przykład w wieku 8 dni samica golca ma średnio 1,5 miliona komórek jajowych, czyli około 95 razy więcej niż myszy w tym samym wieku.

Jednak najbardziej niezwykłe było odkrycie, że oogeneza może w przypadku golców zachodzić również po urodzeniu. Komórki prekursorowe jaj (oocyty) aktywnie dzieliły się u 3-miesięcznych zwierząt, komórki te znaleziono również u osobników 10-letnich, co sugeruje, że oogeneza może trwać przez całe ich życie.

– To odkrycie jest niezwykłe. To kwestionuje dogmat, który został ustanowiony prawie 70 lat temu, zgodnie z którym samice ssaków są wyposażone w skończoną liczbę jaj przed lub krótko po urodzeniu, bez żadnych późniejszych uzupełnień rezerwy jajników – powiedział starszy autor Ned Place, doktor medycyny, profesor w Cornell University College of Veterinary Medicine.

Golce żyją w koloniach liczących od kilkudziesięciu do kilkuset osobników. Podobnie jak pszczoły lub mrówki, członkowie kolonii dzielą się zadaniami, w tym zapewnianiem obrony, kopaniem tuneli, opieką nad młodymi i zbieraniem pożywienia. Tylko pojedyncza dominująca samica w kolonii może się rozmnażać i powstrzymuje rozmnażanie innych samic, aby zachować swój status królowej.

– W przeciwieństwie do pszczół czy mrówek samica golca nie rodzi się królową. Kiedy królowa umiera lub zostaje usunięta z kolonii, podporządkowane jej samice rywalizują o zajęcie jej miejsca i aktywację reprodukcyjną. Każda samica może zostać królową – wyjaśnił Brieno-Enríquez.

Aby dowiedzieć się więcej o tym procesie, naukowcy usunęli 3-letnie samice z kolonii, aby przyspieszyć aktywację reprodukcyjną i porównali te nowe królowe z podrzędnymi samicami. Odkryli, że nierozmnażające się „podwładne” miały komórki prekursorowe komórek jajowych w swoich jajnikach, ale komórki te zaczęły się dzielić dopiero po „awansie” na królową.

– Jeśli uda nam się dowiedzieć, w jaki sposób są w stanie to zrobić, być może będziemy w stanie opracować nowe cele dla leków lub techniki, które pomogą zdrowiu ludzkiemu – ocenił Brieno-Enríquez.

Chociaż ludzie żyją dłużej, menopauza nadal występuje w tym samym wieku. Naukowcy mają nadzieję, że wykorzystają badania nad płodnością golców do ochrony funkcji jajników w późniejszym życiu i przedłużenia płodności.

– Ale jajnik to coś więcej niż fabryka dzieci. Zdrowie jajników wpływa na ryzyko zachorowania na raka, na zdrowie serca, a nawet długość życia. Lepsze zrozumienie jajników może pomóc nam znaleźć sposoby na poprawę ogólnego stanu zdrowia – kontynuował Brieno-Enríquez.