جنین فقط بهطور تصادفی در رحم قرار نمیگیرد و منتظر بهترین نتیجه نمیماند. تقریباً بلافاصله پس از آغاز بارداری، جنین گفتوگویی فعال را با رحم شروع میکند.
در یک مطالعه جدید از دانشگاه عبری اورشلیم، پژوهشگران این گفتوگو را بهصورت زنده مشاهده کردند و دریافتند که این ارتباط بسیار زودتر از تصور قبلی آغاز میشود؛ در حدود یک ساعت نخست.
با استفاده از مدلهای آزمایشگاهی جنینهای اولیه و سلولهای پوشاننده دیواره رحم، تیم تحقیقاتی یک تبادل سریع پیامهای مولکولی را ردیابی کرد که مشخص میکند آیا اتصال جنین به رحم موفق خواهد بود یا خیر.
این پیامها از طریق بستههای غشایی بسیار ریز منتقل میشوند که چربیها، متابولیتها و سیگنالها را بین سلولها جابهجا میکنند.
نقش تبادلات اولیه مولکولی
برخی از نخستین تبادلات شامل قطرات چربی بودند که بهعنوان منابع آماده انرژی عمل میکنند و همچنین موجی از ترافیک وزیکولی که رفتار هر دو طرف را تغییر میداد.
در مجموع، یافتهها نشان میدهد که لانهگزینی یک فرایند فعال و هماهنگ است نه یک فرود منفعلانه و این روند در یک بازه زمانی کوتاه و بسیار حیاتی رخ میدهد.
وقتی لانهگزینی دچار اختلال میشود
لانهگزینی این تبادل را حیاتی میکند زیرا جنین برای ادامه رشد باید به پوشش داخلی رحم متصل شود.
در یک بازه کوتاه که «پذیرندگی آندومتر» نام دارد، رحم پروتئینهای سطحی خود را تغییر میدهد تا سلولهای جنین بتوانند به آن بچسبند و تشکیل جفت را آغاز کنند.
وقتی لانهگزینی شکست میخورد، معمولاً هشدار مشخصی وجود ندارد و کلینیکهای ناباروری هنوز با این چالش مواجهاند که تشخیص دهند مشکل از جنین است یا از رحم.
وزیکولهای خارجسلولی و هماهنگی سیگنالها
این فرایند به وزیکولهای خارجسلولی وابسته است؛ حبابهای غشایی بسیار کوچکی که دستورالعملهای مولکولی را بین سلولها حمل میکنند.
مطالعه نشان داد که لانهگزینی برای هماهنگی سیگنالها در مرز جنین و رحم به این وزیکولها متکی است.
از آنجا که انواع مختلف وزیکولها میتوانند در یک نمونه با هم مخلوط شوند، دستورالعملهای بینالمللی بر برچسبگذاری و طبقهبندی دقیق وزیکولهای خارجسلولی تأکید دارند.
«جنین و رحم درگیر یک گفتوگوی فعال و بسیار هماهنگ هستند که بهواسطه وزیکولهای خارجسلولی میانجیگری میشود.»
دکتر یائل هایفتس، پژوهشگر دانشگاه عبری اورشلیم
نقش هورمونها در تغییر سیگنالهای سلولی
افزایش پروژسترون و استروژن این ارتباط را آغاز میکند و با تغییر سلولهای رحمی، نوع مولکولهایی را که این سلولها به بیرون ترشح میکنند دگرگون میسازد.
تحریک هورمونی جمعیتهایی از وزیکولهای خارجسلولی با اندازه و محتوای متفاوت ایجاد کرد و سلولهای رحمی برخی از این وزیکولها را سریعتر جذب کردند.
سلولهای شبهجنینی نیز پس از مواجهه با سلولهای رحمی آمادهشده با هورمون، الگوی آزادسازی وزیکولهای خود را تغییر دادند که نشاندهنده درک سریع شرایط محیطی مشترک است.
انتقال چربی بین سلولها
قطرات چربی از سلولهای رحمی به سلولهای شبهجنینی منتقل شدند و مواد اولیه آماده برای ساخت غشاها را فراهم کردند.
سلولهای آندومتر پس از جذب وزیکولها تعداد و موقعیت قطرات چربی خود را تغییر دادند زیرا محتوای وزیکولی مسیر آنزیمهای مرتبط با چربی را بازتنظیم میکرد.
«قطرات چربی بهعنوان مراکز عملکردی ظاهر میشوند که ورودیهای متابولیک و سیگنالی را در طول لانهگزینی یکپارچه میکنند.»
دکتر یائل هایفتس
اهمیت سیگنالهای متابولیک
این تبادل شامل متابولیتها نیز بود؛ مولکولهای کوچکی که سلولها برای تولید انرژی و رشد استفاده میکنند و درون وزیکولهای خارجسلولی آزادشده از سلولهای رحمی حمل میشدند.
وزیکولهای رحمی آمادهشده با هورمون بهطور انتخابی متابولیتهای مرتبط با انرژی را بستهبندی میکردند که نشاندهنده سیستمی برای پشتیبانی از نیازهای سریع سلولی در زمان اتصال است.
پس از ورود وزیکولها، سلولهای دریافتکننده فعالیت میتوکندری و پردازش چربی خود را تغییر دادند زیرا RNA و آنزیمهای واردشده متابولیسم را دگرگون کردند.
تأثیر محیط بر لانهگزینی
این تعامل شامل گیرنده آریل هیدروکربن بود؛ یک کلید ژنی که توسط برخی مواد شیمیایی فعال میشود.
محتوای وزیکولهای رحمی شامل لیگاندهای این گیرنده بود که با رژیم غذایی و محیط مرتبط هستند و میتوانند با اتصال به گیرنده، فعالیت ژنها را تغییر دهند.
«دادههای ما نشان میدهد که سیگنالدهی گیرنده آریل هیدروکربن فرایند لانهگزینی را تنظیم دقیق میکند.»
دکتر یائل هایفتس
مسدود کردن این گیرنده باعث افزایش اتصال خوشههای شبهجنینی شد.
ردیابی چسبندگی سلولی
پژوهشگران از اسفروئیدها استفاده کردند؛ خوشههای سلولی شبهجنینی که برای آزمایشها رشد داده میشوند تا میزان شروع اتصال را اندازهگیری کنند.
آزادسازی و جذب وزیکولهای خارجسلولی با برچسبهای فلورسنت ردیابی شد که هنگام خروج یا ورود وزیکولها میدرخشیدند.
متابولومیکس هدفمند نشان داد که سلولهای رحمی وزیکولها را با متابولیتهای انرژیزا و لیگاندهای گیرنده آریل هیدروکربن پر میکنند.
این وزیکولها تعیین میکردند که در نهایت سلولها چگونه به هم میچسبند. اسفروئیدها با کمک ماتریکس خارجسلولی متصل شدند؛ شبکهای از پروتئینها در خارج از سلول که چسبندگی را هدایت میکند.
وزیکولهای سلولهای رحمی آمادهشده با هورمون اتصال را تقویت کردند در حالی که وزیکولهای سلولهای آمادهنشده آن را تضعیف کردند.
محتوای درون وزیکولها همچنین نحوه اتصال سلولها به پروتئینهای پشتیبان اطراف را با تغییر مستقیم سطح سلولی بازآرایی کرد.
سیگنالهای سریع و محدودیتهای واقعی
سرعت، ویژگی اصلی این تعامل بود. وزیکولهای خارجسلولی بهسرعت وارد سلولهای گیرنده شدند و تقریباً بلافاصله تغییرات مولکولی را آغاز کردند.
RNA پیامرسان منتقلشده توسط وزیکولها بهسرعت به پروتئین ترجمه شد که برای لانهگزینی اولیه اهمیت دارد زیرا این مرحله به هماهنگی دقیق مصرف انرژی و بازسازی بافتها پیش از اتصال پایدار وابسته است.
با این حال، این یافتهها محدودیتهایی نیز دارند. پژوهش بهصورت آزمایشگاهی انجام شده است و نتایج بازتابدهنده سلولهای انسانی رشد دادهشده در ظروف آزمایشگاهی هستند نه یک بارداری کامل.
لانهگزینی واقعی شامل جریان خون، سلولهای ایمنی و نفوذ فیزیکی به بافت رحم است که این مدل قادر به بازسازی آن نبود.
علاوه بر این، گیرنده آریل هیدروکربن نقشهایی در سمزدایی و پاسخهای ایمنی دارد و تغییر سیگنالدهی آن ممکن است در کنار کمک به اتصال، برخی فرایندهای محافظتی اوایل بارداری را مختل کند.
راهنمایی برای تصمیمهای درمان ناباروری
این تبادل مولکولی توجه بالینی را در زمینه شکستهای مکرر لانهگزینی جلب کرده است؛ وضعیتی که در آن انتقالهای مکرر جنین بدون بارداری موفق انجام میشود و در دستورالعملهای اروپایی نیز به آن اشاره شده است.
در آینده، ممکن است آزمایشهایی با نمونهگیری از مایع رحم و بررسی محتوای وزیکولها انجام شود زیرا یک پروفایل مولکولی میتواند نشان دهد که آیا دیواره رحم آماده است یا خیر.
این مدل جدید همچنین میتواند به غربالگری هورمونها یا داروهایی کمک کند که سیگنالدهی وزیکولی را تغییر میدهند و در نهایت به درمانهای ایمنتر ناباروری منجر شوند.
چرا سیگنالهای جنینی اهمیت دارند
مواجهههای روزمره ممکن است بر لانهگزینی اثر بگذارند زیرا رژیم غذایی، دود، آلایندهها و حتی برخی داروها میتوانند مولکولهایی فعالکننده گیرنده آریل هیدروکربن تولید کنند که ارتباط سلولی را تحت تأثیر قرار میدهند.
اکنون پژوهشگران میتوانند بررسی کنند که چگونه میکروبهای روده و داروهای رایج محتوای وزیکولهای خارجسلولی را تغییر میدهند و توضیح دهند چرا نتایج لانهگزینی بین افراد تا این اندازه متفاوت است.
در مجموع، این یافتهها نشان میدهد که لانهگزینی یک رویداد منفعلانه نیست بلکه به سیگنالهای هماهنگشدهای وابسته است که متابولیسم، ساختار بافت و زمانبندی را بین جنین و رحم همسو میکند.
نقشهبرداری دقیقتر این تبادلات اولیه میتواند به دانشمندان کمک کند بدون تحمیل فشار، از لانهگزینی حمایت کنند؛ بهویژه برای بیمارانی که با سقطهای مکرر بارداری روبهرو هستند.
این مطالعه در مجله Journal of Extracellular Vesicles منتشر شده است.
اگر به علم بارداری و ناباروری علاقهمند هستید، این مقاله را با دیگران به اشتراک بگذارید و نظر خود را در بخش دیدگاهها بنویسید.
