Los investigadores utilizan el análisis de una sola célula para evaluar los efectos del envejecimiento en los óvulos de los ratones
Utilizando el poder del análisis unicelular, los investigadores del Instituto Babraham han evaluado los efectos de la edad en los óvulos (ovocitos) de los ratones, buscando en particular identificar los factores genómicos y epigenéticos que se relacionan con una menor competencia de desarrollo.
Los conocimientos descubiertos por esta investigación aportan nuevos conocimientos sobre los mecanismos que subyacen a la calidad de los óvulos y son relevantes para el desarrollo de técnicas para evaluar la calidad de los óvulos humanos, un área de creciente importancia a medida que aumenta el uso de tratamientos de fertilidad. La investigación se publica hoy en la revista Aging Cell.
Los resultados más recientes de la Oficina de Estadísticas Nacionales del Reino Unido informan de que, por décimo año consecutivo, la edad media de las madres en Inglaterra y Gales aumentó a 30,6 años. Las tendencias indican que las mujeres optan por retrasar la decisión de tener hijos, ya que el número de niños nacidos de mujeres de 40 años o más aumenta constantemente desde 1978.
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Los investigadores arrojan luz sobre las proteínas que controlan el desarrollo de los ovarios en ratones
Aparte de los factores sociales, el avance de la edad materna provoca una reducción gradual de la fertilidad.
El motivo por el que los óvulos pierden su competencia de desarrollo es algo que no entendemos del todo, pero parece que se debe a una combinación de factores".
Dr. Gavin Kelsey, director del estudio y jefe del programa de investigación sobre epigenética, Instituto Babraham
La investigación utilizó una técnica vanguardista de células individuales desarrollada en el Instituto para obtener lecturas paralelas de toda la expresión génica y la metilación del ADN (la adición de marcas epigenéticas que modifican el ADN sin alterar su secuencia) que se producen en el mismo óvulo.
Este método permitió realizar un análisis de todo el genoma de cada óvulo y, además de comparar los óvulos de ratones más jóvenes y más viejos, también permitió a los investigadores explorar la variación entre los óvulos de ratones de edad similar.
Gracias a esta técnica, los investigadores pudieron identificar las características de los huevos con una competencia de desarrollo reducida y distinguir los huevos de hembras mayores que conservaban un perfil similar al de los jóvenes. En particular, los huevos de las hembras más viejas tenían una expresión genética menos activa y mostraban una mayor variabilidad en este nivel de huevo a huevo.
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Las marcas epigenéticas en general se correlacionaron entre los óvulos tomados de ratones más jóvenes y los de más edad, proporcionando la seguridad de que la edad no afecta a los sitios clave de metilación del ADN en el genoma.
Los investigadores encontraron algunos genes que mostraban un cambio acoplado entre la actividad génica y las marcas epigenéticas, lo que sugiere que la epigenética podría utilizarse como lectura de la calidad de la actividad génica del óvulo.
"Hasta donde sabemos, ésta es la primera evaluación de la metilación del ADN en todo el genoma a resolución de un solo nucleótido en óvulos de ratones hembra envejecidos. Nuestro desarrollo de métodos que capturan la información epigenética en células individuales nos ha permitido examinar tanto la calidad de las marcas epigenéticas en todo el genoma en óvulos individuales como la forma en que los óvulos individuales difieren en función de la edad materna", explica Juan Castillo-Fernández, investigador postdoctoral en el laboratorio de Kelsey y coautor del artículo.
"Nos interesan especialmente los cambios epigenéticos, ya que pueden heredarse en el embrión y predisponer a problemas posteriores en una descendencia por lo demás sana".
"Nuestro método combinado de lecturas paralelas a partir de una célula proporciona una poderosa herramienta, no sólo para abrir áreas de la biología para descubrir nuevos conocimientos, sino también para la aplicación de ambos conocimientos y técnicas en la clínica. Como demuestra esta investigación, las técnicas de una sola célula y el análisis epigenético podrían utilizarse para indicar la calidad de un óvulo en cuanto a la formación de un embrión sano tras la fecundación", concluye el Dr. Kelsey.
