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As fêmeas de mamíferos nascem com todos os óvulos que terão em seus ovários. Algumas dessas células, portanto, vivem por um longo tempo – e devem permanecer funcionais durante todo esse período. Experimentos com camundongos mostraram agora: Proteínas de vida extremamente longa no ovário podem manter os óvulos saudáveis e preservar a fertilidade por um longo tempo. No óvulo do camundongo mostrado aqui, os cromossomos são corados em magenta e a proteína citoesquelética actina é corada em azul e branco. Crédito: Melina Schuh / Instituto Max Planck de Ciências Multidisciplinares
Pesquisadores do Max Planck descobriram que proteínas de vida extremamente longa no ovário podem manter os óvulos dos mamíferos saudáveis e preservar a fertilidade por um longo tempo.
As fêmeas de mamíferos – incluindo humanos – nascem com todos os seus óvulos. Dos um a dois milhões de óvulos de uma mulher, cerca de 400 amadurecem antes da menopausa e podem ser fertilizados. Alguns óvulos, portanto, sobrevivem por várias décadas – e precisam permanecer funcionais durante esse longo período. Proteínas de vida extremamente longa no ovário parecem desempenhar um papel importante nisso, como equipes de pesquisadores de Göttingen (Alemanha) descobriram agora em experimentos com camundongos. Essas proteínas de vida longa parecem ajudar a manter a fertilidade pelo maior tempo possível.
- Novas descobertas sobre a fertilidade feminina: ovários e óvulos em camundongos contêm proteínas de vida extremamente longa.
- A agregação de proteínas nocivas relacionada à idade ocorre com menos frequência nos óvulos do que em outros tecidos, como o cérebro.
- Proteínas de longa duração que desaparecem gradualmente dos ovários e óvulos podem explicar por que a fertilidade diminui com a idade.
Fertilidade feminina e longevidade dos óvulos
“Os óvulos precisam ser preservados durante toda a vida reprodutiva da mulher para que possam se desenvolver em embriões saudáveis”, explica Melina Schuh, Diretora do Instituto Max Planck (MPI) para Ciências Multidisciplinares. Mesmo em camundongos, que só conseguem se reproduzir por pouco mais de um ano, a vida útil dos óvulos é muito maior do que a vida útil média das proteínas. As células vivas reciclam a maioria de suas proteínas em apenas alguns dias. No entanto, dependendo do tipo e da função da célula, nem todas as proteínas são degradadas na mesma taxa.
Junto com equipes lideradas pelos líderes de grupo Juliane Liepe e Henning Urlaub, a equipe de Schuh agora investigou quantitativamente a frequência com que proteínas de vida longa ocorrem nos ovários. Para seus experimentos, os pesquisadores combinaram vários métodos bioquímicos e moleculares com modelagem matemática. “Essa abordagem multidisciplinar nos permitiu observar proteínas nos ovários e ovócitos de camundongos em diferentes estágios da vida para determinar a idade das proteínas”, diz o líder do grupo de pesquisa Max Planck, Liepe. Os cientistas também analisaram como a abundância das proteínas mudou ao longo do tempo, registrando um inventário de proteínas do ovário de quase 8.900 proteínas.
Estabilidade e função de proteínas de longa duração
O resultado: Os ovários contêm um número extremamente alto de proteínas de vida longa – mais do que outros tecidos, e até mais do que o cérebro. Essas proteínas estáveis são encontradas não apenas nos próprios óvulos, mas também em outras células somáticas no ovário.
“Muitas das proteínas de longa duração têm funções protetoras, como a reparação ADN ou proteger as células de danos”, explica Urlaub, que é líder de grupo no MPI e no University Medical Center Göttingen. Esses auxiliares de dobramento molecular, conhecidos como chaperonas, evitam que proteínas mal dobradas se agreguem e interrompam os processos celulares. Os experimentos dos cientistas de Göttingen mostraram que as chaperonas são extremamente estáveis no ovário e evitam a agregação por mais tempo do que no cérebro, por exemplo. Da mesma forma, as usinas de energia da célula-ovo – as mitocôndrias – continham proteínas particularmente estáveis. Como as mitocôndrias são passadas da mãe para a prole, é essencial que essas organelas permaneçam saudáveis.
Declínio das proteínas protetoras com a idade
“No entanto, a concentração de muitas proteínas de longa duração nos ovários e óvulos diminui com a idade. Em contraste, proteínas associadas à inflamação aguda ou resposta imune aumentam com o tempo”, relata Schuh. Isso está de acordo com descobertas anteriores de que reações inflamatórias são mais frequentes nos ovários de mulheres mais velhas. “A complexa rede de proteínas ovarianas muda. O desaparecimento gradual de proteínas de longa duração dos ovários e óvulos pode explicar por que a fertilidade diminui em mamíferos fêmeas após uma certa idade.”
Referência: “A manutenção de oócitos no ovário de mamíferos envolve extrema longevidade proteica” por Katarina Harasimov, Rebecca L. Gorry, Luisa M. Welp, Sarah Mae Penir, Yehor Horokhovskyi, Shiya Cheng, Katsuyoshi Takaoka, Alexandra Stützer, Ann-Sophie Frombach, Ana Lisa Taylor Tavares, Monika Raabe, Sara Haag, Debojit Saha, Katharina Grewe, Vera Schipper, Silvio O. Rizzoli, Henning Urlaub, Juliane Liepe e Melina Schuh, 20 de junho de 2024, Natureza Biologia Celular.
DOI: 10.1038/s41556-024-01442-7
O estudo foi financiado pelo Cluster of Excellence “Multiscale Bioimaging: From Molecular Machines to Networks of Excitable Cells” (MBExC), do qual Melina Schuh e Henning Urlaub são membros.