Cdc42 – новый потенциальный биомаркер дисфункции клеток Сертоли при мужском бесплодии

Группой американских ученых выявлена еще одна возможная причина мужского бесплодия, которая кроется в одном из белков клеток Сертоли. Несмотря на то, что не совсем понятно, сколько случаев бесплодия можно связать с неисправным функционированием клеток Сертоли, прицельное лечение может улучшить работу этих клеток, что позволило бы преодолеть некоторые случаи мужского бесплодия.

Группой американских ученых Cincinnati Children’s Hospital Medical Center выявлена еще одна возможная причина мужского бесплодия. В своей статье, опубликованной 26 октября 2021 года в высокорейтинговом журнале «Cell Reports», авторы рассказывают, как ген Cdc42, не работающий в определенное время, может фатально влиять на сперматогенез. «Глубокое понимание того, как ген Cdc42 работает в мужской репродуктивной системе, дает большие возможности для использования этого гена в качестве потенциального биомаркера мужского бесплодия или снижения функции яичек», – говорит начальник одной из лабораторий Отдела репродуктивных наук, соавтор статьи, доктор Tony De Falco.

Фокус исследования сосредоточен на клетках Сертоли – соматических клетках, расположенных в извитых канальцах яичек, чья функция состоит в том, чтобы питать половые клетки в процессе их развития от стадии гоноцитов (также называемых просперматогониями) во время внутриутробного и неонатального периодов до зрелых сперматозоидов. Помимо этого, у клеток Сертоли множество других функций: они являются частью гемато-тестикулярного барьера, модулируют иммунную среду, способствуют пространственному функциональному разделению различных стадий сперматогенеза. Данная функция клеток Сертоли обусловлена уникальными плотными контактами, которые в итоге обеспечивают поляризацию клеток. Механизм поляризации клеток изучен недостаточно, однако известно, что важную роль играют малые ГТФазы семейства Rho – ключевые регуляторы динамики цитоскелета, координирующие широкий спектр клеточных процессов, включая помимо полярности клеток, миграцию клеток и развитие клеточного цикла. Центральным членом семейства ГТФаз семейства Rho является один из белков контроля клеточного деления Cdc42 (от англ. Cell division control protein 42), который регулирует сигнальные пути, контролирующие различные функции клеток, включая особенности морфологии, поляризацию и миграцию клеток, а также эндоцитоз и клеточный цикл.

Для оценки влияния на фертильность Cdc42, группа ученых в исследованиях in vivo у мышей удалила ген Cdc42 в клетках Сертоли. Результаты эксперимента показали, что при отсутствии или нарушении функционирования гена Cdc42 нарушается полярность клеток Сертоли, в результате чего некоторые из них могут быть неправильной пространственной ориентации внутри семенных канальцев. Из-за смещения и нарушения в ориентации клетки Сертоли становятся менее функционально способными в обеспечении компартментализации в процессе созревания сперматозоидов. Более того, часть из неправильно ориентированных клеток Сертоли отмирают сами, что дополнительно снижает способность семенников поддерживать на постоянном уровне беспрерывный сперматогенез без снижения фертильности.

Интересно, что по результатам предыдущих исследований в области репродукции роль Cdc42 в фертильности была сомнительна, однако данное открытие было сделано благодаря сотрудничеству с лабораторией доктора Nancy Ratner, специализируйся на опухолях нервов. Со слов доктора Tony De Falco, лаборатория доктора Nancy Ratner обнаружила, что ген Cdc42 необходим для функционирования периферических нейронов, вероятно, через регуляцию полярности клеток. «Мы предположили, что мутация Cdc42 может также нарушить функцию клеток Сертоли, поскольку это так же сильно поляризованный тип клеток, похожий на нейроны. Мы смогли использовать ту же модель мышей, которую использовали они, так как в этой модели произошло удаление гена Cdc42 и в клетках Сертоли» – рассказал Tony De Falco.

Однако перспектив лечения нарушения поляризации клеток Сертоли из-за снижения или отсутствия функционирования гена Cdc42 на данный момент не виднеется. Прямая попытка изменить ген Cdc42 с применением технологии редактирования генов вряд ли будет возможна, по крайней мере, в краткосрочной перспективе. Это объясняется тем, что ген Cdc42 экспрессируется в клетках различных тканей и играет множество ролей в организме, и крайне трудно нацелить механизм редактирования на ген, расположенный только в клетках яичек, не затрагивая другие органы, типы клеток или клеточные процессы. Кроме того, даже если получится преодолеть проблемы направленности действия только в клетках Сертоли, любые возникшие генетические вариации могут иметь значительный риск наследования будущими поколениями, в том числе потенциально неизвестные побочные эффекты. Поэтому наиболее вероятно эти знания могут способствовать разработке улучшенных неинвазивных диагностических тестов для более точного выявления конкретных причин мужского бесплодия, которые позволят избежать биопсии – стандартного метода диагностики нарушения функции клеток Сертоли в настоящее время.

Первоисточник:

Heinrich A, Bhandary B, Potter SJ, Ratner N, DeFalco T. Cdc42 activity in Sertoli cells is essential for maintenance of spermatogenesis. Cell Rep. 2021 Oct 26;37(4):109885. doi: 10.1016/j.celrep.2021.109885. PMID: 34706238.

Читайте также:

Лечение эндометриоза: как пандемия сложную ситуацию сделала еще сложнее

Отчет Королевского колледжа акушеров и гинекологов подчеркнул несоразмерное и разрушительное воздействие на здоровье женщин пандемии новой коронавирусной инфекции COVID-19.

19-05-2022

В Бразилии родился первый ребенок после двойного генетического тестирования эмбриона

Недавно вышло сообщение о рождении здорового мальчика весом 3.8 кг в феврале 2020 г в результате ЭКО в Бразилии.

19-04-2022

Жители Пекина смогут сделать ЭКО бесплатно

В Пекине в систему государственного медицинского страхования включены услуги по лечению бесплодия.

18-04-2022

Рождение здорового ребенка при дозревании ооцитов, полученных на стадии GV

По материалам статьи «Случай рождения здорового ребенка при дозревании ооцитов, полученных на стадии GV».

13-04-2022

Как искусственный интеллект может изменить мир фертильности

Для наступления беременности многие женщины тщательно отслеживают менструальный цикл, измеряют базальную температуру, делают сложные расчеты для определения момента овуляции

12-04-2022

Что есть во время овуляции?

Когда мы говорим про менструальный цикл, то, как правило, мы имеем в виду индивидуальный период состояния организма, который происходит ежемесячно.

10-04-2022

Регистрация на сайте

Придумайте пароль:*

Выполните вход

Мы сохраняем файлы cookie: это помогает сайту работать лучше. Если Вы продолжите использовать сайт, мы будем считать, что Вас это устраивает.

Заполните форму чтобы получить файл

Внимание!

Вы находитесь на веб-сайте, содержащем информацию исключительно для медицинских работников

Согласно действующему законодательству, материалы этого раздела могут быть доступны только для медицинских специалистов.

Зарегистрируйтесь на сайте или авторизуйтесь и получите доступ к широкому спектру профессиональной информации.