Небольшая группа нейронов, расположенная в глубине мозга, играет важнейшую роль в обеспечении жизнеспособной беременности у мышей. Эти нейроны присутствуют и в мозге самок человека; их изучение может помочь пролить свет на причины необъяснимых привычных выкидышей и неудач при ЭКО. Результаты нового исследования были опубликованы на сервере препринтов bioRxiv.
Американский ученый Нирао Шах и его коллеги обнаружили эти нейроны, исследуя изменения экспрессии генов в различных отделах мозга самок мышей в период беременности. Они выявили небольшую популяцию нейронов, претерпевающих полную трансформацию.
При первой беременности уровень экспрессии генов в этих нейронах возрастал более чем в 30 раз, превращая их в новый класс нейронов, которые к середине срока беременности начинали функционировать совершенно иначе. «Этот тип клеток характерен исключительно для состояния беременности», — отмечают исследователи.
Эта ранее неизвестная группа нейронов находится в глубокой центральной части мозга — преоптической области гипоталамуса, которая также участвует в регуляции полового и родительского поведения. На этих нейронах имеются рецепторы к гормонам беременности, таким как прогестерон; вероятно, именно они отвечают за активацию нейронов после оплодотворения яйцеклетки.
Активируясь, эти нейроны, по-видимому, координируют процесс имплантации эмбриона в матку и поддерживают дальнейшее развитие беременности. Когда команда Шаха получила самок мышей, лишенных этого особого типа нейронов, выяснилось, что, хотя животные могли спариваться и беременеть, беременность неизменно прерывалась на ранней стадии. Причиной этого была неспособность эмбрионов имплантироваться в слизистую оболочку матки.
«Безусловно, тот факт, что устранение этих нейронов приводит к потере беременности, весьма показателен», — комментирует Дженнифер О’Чан из Медицинской школы Икана при больнице Маунт-Синай в Нью-Йорке.
Эти нейроны составляют менее 0,001% от общего числа клеток мозга, поэтому примечательно, что их избирательное уничтожение полностью блокирует возможность успешного вынашивания беременности, пишут Шах и его коллеги.
Впрочем, по словам О’Чан, необходимы дальнейшие исследования, чтобы выяснить, каким именно образом эти нейроны обеспечивают данный процесс. «Ученые показали, что во время беременности эти нейроны претерпевают значительные изменения, но как именно они взаимодействуют с маткой? Происходит ли это посредством гормонов? Выделяют ли они какой-либо фактор? Если бы удалось это выяснить, это стало бы для меня весьма убедительным доказательством».
Также было бы интересно узнать, остаются ли изменения в этих нейронах необратимыми после беременности или же они со временем возвращаются в исходное состояние, отмечает О’Чан, поскольку ее собственные исследования показали, что беременность вызывает в мозге долгосрочные изменения.
Команда Шаха также проанализировала имеющийся атлас экспрессии генов в мозге человека и обнаружила, что у женщин в преоптической области гипоталамуса присутствует такой же особый набор нейронов; это позволяет предположить, что они могут играть схожую роль при беременности у людей. «Подобные эксперименты на людях проводить нельзя, поэтому приходится прибегать к экстраполяции, однако известно, что структура мозга мышей и человека во многом схожа и консервативна», — говорит О’Чан.
Известно, что чуть более половины случаев выкидышей вызвано генетическими нарушениями у эмбриона, однако причины остальных случаев остаются неясными. Например, у некоторых пациентов, проходящих процедуру ЭКО, имеется несколько эмбрионов, которые выглядят генетически здоровыми, но ни один из них не имплантируется после переноса в матку — и причины этого непонятны. У некоторых женщин, зачавших естественным путем, также случаются повторные потери беременности на ранних сроках без видимых причин.
По мнению Шаха и его коллег, эти проблемы с фертильностью могут быть связаны с открытыми ими нейронами, что потенциально открывает путь к разработке новых методов лечения. «Мы предполагаем, что часть таких случаев обусловлена неспособностью определенных нейронных цепей распознавать беременность, отслеживать ее ход или адаптироваться к ней», — пишут они.
«Если бы, к примеру, удалось выяснить, что эти нейроны выделяют ключевую сигнальную молекулу, важную для имплантации, можно было бы создать на ее основе лекарственный препарат для людей, испытывающих трудности с зачатием», — отмечает О’Чан.
