Особенности развития эмбриона влияют на здоровье человека в будущем

Исследователи из Университета Аделаиды в Австралии обнаружили, что процессы, происходящие на самых ранних этапах развития эмбриона, влияют в будущем на риск развития хронических заболеваний и особенности старения.

Всё начинается еще на этапе оплодотворения яйцеклетки сперматозоидом: в это время определяется длина концевых участков хромосом – теломер – у потомства. Результаты этого исследования были опубликованы весной 2025 года в журнале Nature Communications.

Теломерами называются участки, которые находятся на концах хромосом и защищают генетический материал. Во время каждого деления клетки они постепенно укорачиваются.

Когда их длина достигает критически малого значения, клетка больше не может делиться и погибает.

Таким образом, теломеры играют важную роль в росте и обновлении тканей организма.

Почему у некоторых эмбрионов теломеры короче, и чем это грозит?

Теломеры в клетках новорожденных детей имеют разную длину. Фактически каждый из нас появляется на свет со своим индивидуальным «запасом прочности». Если концевые участки хромосом изначально более короткие, то в будущем это повышает риск развития заболеваний, ассоциированных с возрастом.

Например, дети с короткими теломерами часто рождаются у женщин, страдающих ожирением и метаболическим синдромом. И даже если в будущем, когда такой ребенок станет взрослым, у него будет нормальный вес, он все равно столкнется с повышенным риском развития сердечно-сосудистых заболеваний и гибели от их осложнений, таких как инфаркт или инсульт.

Об этом ученым известно уже довольно давно. Но до недавнего времени не удавалось разобраться, почему дети рождаются с разной длиной теломер.

Австралийские исследователи выяснили, что причина кроется в повреждении клеток эмбриона еще на самых ранних этапах развития. Доктор Ясмин Уинстанли, один из соавторов исследования, объясняет это так:

«Данный процесс очень чувствителен к сигналам, поступающим из организма матери. Играет роль как состояние здоровья женщины во время беременности, так и влияние на нее различных негативных факторов извне. В итоге последствия для ребенка способны проявиться спустя много лет в виде повышенного риска развития заболеваний, ассоциированных с возрастом».

Пока эмбрион еще не имплантировался в стенку матки, в его клетках происходит уникальный процесс: это единственный период развития, во время которого теломеры удлиняются. Вскоре они достигают максимальной длины, а потом на протяжении всего внутриутробного развития и жизни будут только укорачиваться. И если какие-либо процессы помешали набрать достаточный «запас прочности», то в будущем организм быстрее «изнашивается».

Также удалось обнаружить, что важную роль играет состояние митохондрий – «клеточных электростанций» – в яйцеклетке. Митохондриальная дисфункция способствует укорочению теломер у эмбриона. В свою очередь, это состояние может быть вызвано массой факторов, включая окислительный стресс, гормональные нарушения, кислородное голодание тканей, поступление в организм токсичных веществ, прием некоторых лекарственных препаратов.

Понимание проблемы дает ключ к решению

Теперь, когда первопричина проблемы с теломерами у новорожденных обнаружена, появилась возможность подумать, как с ней бороться. Исследователи уверены, что можно усилить восстановление ДНК с помощью лекарственных препаратов и тем самым удлинить короткие теломеры в клетках эмбриона.

Профессор Ребекка Робкер, руководившая исследованием, видит решение проблемы таким образом:

«Существуют специфические фармацевтические соединения, способные модулировать теломеры на этапе подготовки к зачатию и сразу после оплодотворения. Это дает возможность управлять биологическим процессом, который является ключевым фактором риска развития хронических заболеваний».

В настоящее время исследователи из Университета Аделаиды уже сотрудничают с фармпроизводителями. Вместе они разрабатывают новые методы лечения для репродуктивной медицины.

В свою очередь, специалисты «Репробанка» напоминают, что уже сейчас есть эффективный инструмент, который помогает отбирать во время циклов ЭКО максимально качественные эмбрионы и тем самым повышать вероятность успешного наступления беременности и рождения здорового ребенка. Это пренатальная генетическая диагностика (ПГД) – анализ генов эмбрионов до их введения в матку. Кроме того, все доноры, чьи половые клетки хранятся в нашем банке, проходят генетическое тестирование. Это позволяет максимально снизить риск передачи генетических нарушений от донора ребёнкуу. А еще можно дополнительно перестраховаться во время беременности. Такую возможность дает неинвазивное пренатальное тестирование (НИПТ) – исследование генов плода с помощью анализа крови матери, которое можно выполнить на ранних сроках. Возможности генной диагностики в репродуктивной медицине велики уже сейчас – а параллельно активно развивается генная терапия.