Сложно поддерживать беременность, когда не хватает пищи или другие тяжелые условия. Вот почему многие эмбрионы млекопитающих могут откладывать свой рост, чтобы пережить периоды экологического стресса, а затем возобновить развитие, когда условия улучшатся. Эта остановка развития известна как эмбриональная диапауза, и понимание механизмов, стоящих за ней, может помочь улучшить методы лечения бесплодия, такие как замораживание эмбрионов. Теперь исследователи из Центра передового опыта в области науки о мозге и интеллектуальных технологий Китайской академии наук в Шанхае, Китай, обнаружили, как эмбрионы, растущие у голодных мамочек мышей, ощущают недостаток питательных веществ, вызывая диапаузу. Они публикуют свое исследование в журнале Development 11 апреля 2024 года.

Недостаток пищи, как известно, является триггером эмбриональной диапаузы, но до сих пор не было ясно, как эмбрион ощущает недостаток питательных веществ в рационе матери. «Сезонный голод является одним из универсальных экологических стрессов в природе», — объяснил профессор Цян Сун, руководивший исследованием. «Однако регуляторный процесс диапаузы у эмбрионов на ранних стадиях развития до конца не изучен. Итак, мы решили изучить, вызывает ли недостаток питательных веществ эмбриональную диапаузу.»

Сравнивая голодных и хорошо откормленных беременных мышей, команда обнаружила, что эмбрионы у голодных мышей не имплантировались в матку, и их рост приостановился на раннем этапе, когда эмбрион состоит из полого шара клеток, называемого бластоцистой. Эти эмбрионы оставались жизнеспособными и могли снова начать развиваться при пересадке хорошо питающейся матери.

Чтобы выяснить, какие питательные вещества были важны для индуцирования диапаузы, исследователи выращивали эмбрионы мышей на ранней стадии в чашках, содержащих различные питательные вещества. Они обнаружили, что эмбрионы, выращенные в посуде с недостатком белка или углеводов, приостанавливали свое развитие, в то время как эмбрионы, получавшие нормальный уровень питательных веществ, не останавливались и продолжали развиваться. Затем ученые показали, что датчики питательных веществ в эмбрионе могут обнаруживать падение уровня белка или углеводов, что запускает вступление в диапаузу.

Открытие, что эмбрионы, выращенные без белка или углеводов, могут приостановить свое развитие, означает, что они могут дольше выживать в лабораторных условиях. В будущем это открытие может привести к улучшению методов лечения бесплодия, которые в настоящее время включают такие подходы, как замораживание эмбрионов. «Мы думаем, что наше исследование может вдохновить на разработку новых методов сохранения эмбрионов человека», — сказал профессор Сан. «Криоконсервация эмбрионов — широко используемый подход, но до сих пор нет единого мнения о том, когда криоконсервированные эмбрионы можно размораживать и переносить в матку. Многие клинические исследования показали, что традиционный перенос замороженных эмбрионов может увеличить риск возникновения проблем во время беременности. Следовательно, необходимо разработать альтернативные методы сохранения эмбрионов. »

Исследования, посвященные диапаузе, могут даже иметь долгосрочные последствия для лечения рака.

Спящие раковые клетки, которые сохраняются после химиотерапии, напоминают эмбрионы в диапаузе. Следовательно, мы предполагаем, что изучение механизма диапаузы может иметь положительные последствия для лечения рака и снижения вероятности рецидива «.