Stres (przyszłego) ojca zmienia plemniki

Stres przeżywany przez samce myszy przed i po osiągnięciu dorosłości doprowadza do zmian epigenetycznych w plemnikach. Wskutek tego u potomstwa dochodzi do zmian w osi podwzgórzowo-przysadkowo-nadnerczowej. Co ciekawe, zarówno u córek, jak i u synów wykształca się anormalnie niska reaktywność na stres.

Nie ma znaczenia, czy [przyszli] ojcowie są stresowani podczas dojrzewania, czy później. Jako pierwsi wykazaliśmy, że stres może skutkować długoterminowymi zmianami w plemnikach, które reprogramują regulację osi podwzgórzowo-przysadkowo-nadnerczowej potomstwa. Odkrycia te wskazują na mechanizm, za pośrednictwem którego ojcowska ekspozycja na stres może się wiązać z zaburzeniami neuropsychiatrycznymi dzieci - wyjaśnia dr Tracy L. Bale z Uniwersytetu Pensylwanii.

Wcześniejsze badania epidemiologiczne sugerowały, że komórki płciowe są bardziej wrażliwe na przeprogramowanie w okresie cechującej się wolnym wzrostem preadolescencji (ok. 10.-12. r.ż.). By stwierdzić, z jakim scenariuszem mamy tak naprawdę do czynienia, podczas ostatnich eksperymentów Amerykanie przez 6 tyg. stresowali samce myszy: zwierzęta nagle przenoszono do innej klatki, hałasowano, wprowadzano zapach drapieżnika, np. mocz lisa, lub umieszczano w terrarium nieznany obiekt. Zdarzenia te miały miejsce albo w okresie pokwitania, albo w dorosłości. Naukowcy wybrali właśnie samce myszy, bo nie uczestniczą one w wychowaniu potomstwa. Oznacza to wyeliminowanie wszystkich zewnętrznych wpływów poza przebiegiem procesu tworzenia plemników.

Okazało się, że po ekspozycji na stres u potomstwa samców z obu grup występowały obniżone stężenia kortykosteronu. Badając neurologiczne podłoże zaobserwowanych zmian, zespół Bale przyjrzał się ekspresji genów w 2 regionach powiązanych z regulacją stresu: 1) jądrze przykomorowym (ang. paraventricular nucleus, PVN) oraz 2) jądrze łożyskowym prążka końcowego (ang. bed nucleus of stria terminalis, BNST). Stwierdzono zwiększoną ekspresję glukokortykoidowrażliwych genów w PVN.

Próbując prześledzić epigenetyczne mechanizmy przekazywania różnych cech potomstwu, akademicy skupili się na mikroRNA z plemników, które oddziałują na ekspresję genów po zapłodnieniu. U obu grup stresowanych samców stwierdzono zwiększoną ekspresję 9 mikroRNA. Możliwe, że obierają one na cel matczyne mRNA z jaja i w ten sposób dane z plemników mogą wpływać na pewne aspekty wczesnego rozwoju potomstwa.

To, czy ograniczona reaktywność stresowa okaże się ostatecznie korzystna, czy upośledzająca, zależy od rzeczywistego zagrożenia środowiskowego, a także od czynników genetycznych.

W przyszłości Amerykanie zamierzają zbadać mechanizm oddziaływania mikroRNA plemników.

plemniki zmiany epigenetyczne stres samce mikroRNA dr Tracy L. Bale