W dzisiejszych czasach niepłodność stanowi  poważny, ogólnospołeczny i demograficzny problem. Zaburzenie to, uznane przez Światową Organizację Zdrowia za chorobę społeczną dotyczy około 20% populacji w wieku rozrodczym – w Polsce ok. 1,5 mln par.

Badania oraz statystyki pokazują, że zdolności reprodukcyjne człowieka są w rzeczywistości dość ograniczone. Szacuje się, iż zaburzenia genetyczne oraz wiele innych czynników (np. nieprawidłowe zagnieżdżenie zarodka w macicy) decydują o spadku prawdopodobieństwa zajścia w ciąże w pojedynczym cyklu w pełni zdrowej kobiety do 18%.

W obliczu tych danych dokonane odkrycie może odegrać zasadniczą rolę w procesie zwalczenia problemu niepłodności.

Profesor Walter Stöcker, kierujący zespołem naukowców z Institute of Zoology at Johannes Gutenberg University Mainz (JGU), wspólnie z grupą badawczą z Rheinisch-Westfaelische Technische Hochschule Aachen University kierowaną przez prof. Willi Jahnen-Dechent udowodnili, iż pewne białka krwi odgrywają niezwykle istotną, dotąd niepoznaną rolę w procesie zapłodnienia oocytów.

Wspomniane proteiny noszą nazwę fetuiny-B. Po raz pierwszy zidentyfikowano je w roku 2000. Fetuiny należą do grupy białek wiążących, pośredniczących  w transporcie i dostępności w krwiobiegu substancji o określonym ładunku (jonów).

Dowiedziono, że fetuina-B reguluje proces twardnienia osłony przejrzystej oocytu, co decyduje o płodności komórki jajowej.

Badania stanowiące podstawę tego odkrycia wykonano na mysich organizmach modelowych. Gryzonie pozbawione zdolności do syntezy fetuiny-B były bezpłodne, chociaż ich jajniki oraz pozostałe elementy układu rozrodczego funkcjonowały prawidłowo. Płodność została przywrócona po przeprowadzeniu zabiegu transplantacji jajników myszy niezdolnych do syntezy fetuiny-B do organizmów dzikich (zdolnych do syntezy fetuiny-B).

Prof. Walter Stöcker  wyjaśnia – "W Przeprowadzonym przez nas doświadczeniu, nie jajniki ale białka osocza - fetuiny-B stanowią kryterium płodności ssaczego organizmu".

Wpływ wspomnianego białka osocza na proces twardnienia osłony przejrzystej oocytu jest następujący:

Fetuina-B odgrywa rolę w utwardzeniu otoczki natychmiast po pomyślnym zapłodnieniu komórki jajowej przez plemnik. Celem tego procesu jest przeciwdziałanie wystąpieniu tzw. polispermii (przeniknięciu więcej niż jednego plemnika do komórki jajowej). Chociaż zjawisko to jest powszechne u ptaków i gadów (polispermia naturalna), u organizmów ssaczych prowadzi ono do śmierci komórek (polispermia patologiczna).

Utwardzanie osłony przejrzystej inicjowane jest przez proteolityczne enzymy – owastacyny (ang. ovastacin).

Proteaza ta przechowywana jest wewnątrz pęcherzyków komórki jajowej. W chwili gdy pierwszy plemnik przebija osłonę i zapładnia komórkę następuje gwałtowne uwolnienie owastacyny do przestrzeni między błoną komórkową i osłoną przejrzystą komórki jajowej. Mechanizm ten inicjuje tzw. reakcję korową, przeciwdziałającą polispermii.

Opisywane badanie wykazało, że określona, niewielka ilość owastacyny wydzielana jest nieustannie. Sytuacja ta może prowadzić do utwardzenia osłony komórki jajowej przed penetracją pierwszego plemnika.

„W tym miejscu swoją rolę odgrywają fetuiny-B, dzięki którym, permanentnie wydzielane niewielkie ilości owastacyny są inaktywowane. Natomiast gdy plemnik przeniknie do wnętrza komórki jajowej, a reakcja korowa zostanie zainicjowana stężenie owastacyny będzie zbyt wysokie, aby fetuina-B zdołała zahamować jej działanie. Cały proces w konsekwencji doprowadzi do utwardzania otoczki oocytu" – stwierdził prof. Stöcker.

Jest to pierwszy raz, gdy wykazano, że przedwczesne utwardzenie osłony przejrzystej może być przyczyną niepłodności. Wyniki przeprowadzonego badania mogą stanowić niezwykle istotne informacje dla zaprojektowania kolejnych, efektywniejszych metod leczenia  niepłodności.

Donata Zaczyńska

Źródla:

Eileen Dietzel, Jennifer Wessling, Julia Floehr,i in. Fetuin-B, a Liver-Derived Plasma Protein Is Essential for Fertilization. Developmental Cell, 2013; 25 (1): 106 DOI: 10.1016/j.devcel.2013.03.001

A. D. Burkart, B. Xiong, B. Baibakov, M. Jimenez-Movilla, J. Dean. Ovastacin, a cortical granule protease, cleaves ZP2 in the zona pellucida to prevent polyspermy. The Journal of Cell Biology, 2012; 197 (1): 37 DOI:10.1083/jcb.201112094

http://www.sciencedaily.com/releases/2013/04/130424102938.htm

http://www.sciencedaily.com/releases/2012/04/120402124335.htm