DNA da mãe e do pai são tratados de maneira diferente no embrião recém -formado, os pesquisadores descobrem

Os pesquisadores do Centro de Embriologia e Desenvolvimento Saudável (Cresco) visam descobrir por que tantos embriões iniciais falham em seu desenvolvimento. Novas idéias sobre como o DNA materno e paterno é replicado durante os estágios iniciais da gravidez estão contribuindo com peças para o quebra -cabeça.

A infertilidade e a falta de filhos involuntárias representam um grande fardo para mulheres e casais e é um desafio considerável para a sociedade. As tecnologias reprodutivas assistidas, como a fertilização in vitro (fertilização in vitro), podem ajudar os indivíduos a enfrentar desafios de fertilidade.

Para casais sem desafios de fertilidade, a probabilidade de conceber é de aproximadamente um em quatro ou um em cinco por ciclo. Além disso, os dados do Instituto Norueguês de Saúde Pública (FHI) indicam que aproximadamente uma em cada oito gestações termina em aborto, com o risco de ser maior nos estágios iniciais da gravidez.

O que explica essas estatísticas e o que pode dar errado durante as fases iniciais da gravidez?

Os pesquisadores da Cresco estão buscando respostas para o motivo pelo qual muitos embriões estão perdidos. Em um estudo recente sobre ratos, eles examinaram como o DNA da mãe e do pai são copiados no embrião inicial.

“Este estudo é um passo adiante para entender o desenvolvimento de embriões iniciais. Com mais conhecimento, podemos melhorar a fertilidade humana no futuro”, diz Mads Lerdrup, pesquisador da Cresco e professor associado da Universidade de Copenhague.

Abortos frequentemente decorrem de anormalidades cromossômicas

O risco de complicações está no auge durante as primeiras horas ou dias após a fertilização.

“Esses embriões perdidos muito cedo na gravidez nunca são implantados no útero. Eles simplesmente não conseguem chegar tão longe em seu desenvolvimento. O mesmo problema pode surgir com embriões fertilizados no laboratório através da fertilização in vitro”, explica Lerdrup.

Uma razão para isso é o dano do DNA dentro do embrião, que pode resultar em poucos ou muitos cromossomos.

“Os danos cromossômicos em embriões são bastante comuns, levando à sua perda. No entanto, ainda não entendemos as razões subjacentes. Isso é algo que pretendemos descobrir”, diz ele.

Um processo precário no desenvolvimento embrionário inicial

Durante os estágios iniciais da gravidez, os embriões se desenvolvem de uma única célula para várias células através de um processo conhecido como divisão celular. Cada vez que uma célula se divide, o DNA, que contém os códigos genéticos nas células, deve ser replicado.

Esse processo ocorre constantemente dentro do corpo humano ao longo da vida.

“Esse processo de divisão celular geralmente é impressionantemente eficiente e livre de erros. Considerando os muitos trilhões de células em nosso corpo, é notável o quão robusto esse processo é”, ressalta o professor associado.

No entanto, as primeiras divisões celulares em um embrião inicial não são tão diretas.

“A célula do ovo e a célula espermática são células altamente especializadas nas quais o DNA é embalado em um espaço muito confinado. Portanto, o DNA deve ser descompactado e tornado acessível. Todo o genoma sofre muitas transições nesta primeira célula embrionária”, explica Lerdrup.

Os pesquisadores acreditam que isso induz um “estresse” significativo no embrião, estudado extensivamente pela professora Eva Hoffman na Universidade de Copenhague.

“Você pode imaginar isso como situações estressantes ocorrendo ao mesmo tempo no primeiro embrião. Sabemos que este é um momento muito especial em nosso ciclo de vida”, diz Lerdrup.

Os padrões de replicação de DNA maternos e paternos são diferentes

Em seu novo estudo, os pesquisadores estudaram os padrões de replicação do DNA nos primeiros embriões.

“Descobrimos diferenças nos mecanismos de replicação do DNA materno e paterno durante as divisões celulares iniciais”, diz o primeiro autor Jason Alexander Halliwell, professor associado da Universidade de Copenhague.

O estudo foi realizado em embriões de ratos e é publicado em Comunicações da natureza. Usando tecnologias avançadas de sequenciamento, eles foram capazes de analisar separadamente os padrões de replicação dos genomas maternos e paternos em embriões iniciais únicos. Esse processo ocorre de maneira bastante semelhante em embriões dos seres humanos, como em embriões de camundongos.

Em certas regiões, o DNA materno replicou muito mais tarde do DNA paterno, enquanto em outras regiões, o DNA materno replicou primeiro.

“Nosso estudo foi um dos primeiros estudos em que pudemos ver em qual parte do genoma o DNA é copiado primeiro e em que parte do genoma é copiado por último”, diz Lerdrup.

“É fascinante que a replicação de DNA materna e paterna ocorra em diferentes ‘velocidades'”, acrescenta o professor associado.

Pode melhorar as taxas de sucesso da fertilização in vitro no futuro

Os pesquisadores prevêem que obter mais informações sobre os fatores de estresse no embrião inicial podem influenciar como os problemas de fertilidade são abordados no futuro.

“Esse novo conhecimento pode nos levar mais perto de entender as possíveis causas subjacentes do estresse e erros de replicação de DNA, levando à perda de embriões”, diz Halliwell.

“Potencialmente, isso pode melhorar as taxas de sucesso dos tratamentos de fertilização in vitro e reduzir os defeitos de desenvolvimento no futuro”, acrescenta o professor assistente.

Ele ressalta o fato notável de que toda a vida humana começa com uma única célula.

“O que realmente estamos estudando é o processo de como um embrião passa de uma célula para trilhões de células que estão dentro do corpo humano”, diz ele.

“Queremos entender os processos básicos necessários para fazer isso e por que muitas vezes dá errado nos estágios mais iniciais”.

A professora Arne Klungland, diretora do centro da Cresco, destaca os avanços tecnológicos que tornaram possível o estudo.

“Este trabalho demonstra o progresso tecnológico feito na análise molecular. Agora podemos analisar processos dinâmicos no DNA do pai e da mãe dentro de uma única célula”, diz o professor.

“Tais métodos podem afetar significativamente nossa capacidade de investigar e entender as causas genéticas do desenvolvimento anormal do embrião”, continua Klungland.