Enigma diapauzei: Cum reușesc animalele să își suspende temporar sarcinile

 Suspendarea sarcinii până la timpul potrivit pentru naștere pare o idee desprinsă dintr-un film SF. Însă, pentru circa 130 de specii de mamifere, diapauza embrionară este o parte esențială a procesului de creștere a puilor.

Se știe încă din anii ’50 ai secolului XIX că unele animale au această abilitate, însă abia acum începem să înțelegem cum am putea trage învățăminte prețioase din acest fenomen, care ne-ar putea ajuta în privința sarcinilor umane, a celulelor stem și a cancerului, potrivit unui studiu realizat de The Company of Biologists.

Ce animale își pot suspenda sarcina?

 

Peste 130 de specii de mamifere își pot pune sarcina „pe pauză”. Pauza poate dura între câteva zile și 11 luni. La cele mai multe specii (în afară de unii lilieci, care fac asta ceva mai târziu), fenomenul are loc atunci când embrionul este o bilă minusculă de aproximativ 80 de celule, înainte de a se atașa de uter.

Și nu este vorba despre un singur grup de mamifere. Se pare că mai multe specii au dezvoltat această abilitate pentru a se reproduce. Cele mai multe carnivore își pot pauza sarcinile, inclusiv urșii și aproape toate speciile de foci, însă și multe rozătoare, căprioare, tatuul și ursul furnicar. 

Peste o treime dintre speciile care iau o pauză în timpul gestației sunt din Australia, inclusiv unii oposumi și toate speciile de cangur, cu excepția a trei dintre ele.

Deținătorul recordului pentru cea mai lungă pauză este cangurul pitic, care a fost studiat intens pentru abilitatea sa de suspenda dezvoltarea embrionilor timp de 11 luni.

De ce activează animalele diapauza embrionară?

Conform revistei Nature, principalul avantaj al acestei practici este că introduce o separație între împerechere și naștere. Există două modalități principale prin care animalele reușesc acest lucru.

• Prima modalitate este să se împerecheze imediat după ce au adus puii pe lume, pentru a avea o sarcină de rezervă în caz că nou-născuților li se întâmplă ceva. Stresul generat de lactație declanșează o pauză care durează pe toată perioada alăptării și sarcina continuă după ce puii sunt înțărcați.
• A doua modalitate este de a suspenda orice sarcină până la momentul potrivit (de obicei, în funcție de anotimp). 

De exemplu, nurcile se împerechează pe la începutul lui martie, însă pun pe pauză dezvoltarea embrionilor până după echinocțiul de primăvară (21 martie), când zilele devin mai lungi în emisfera nordică. Astfel, nurcile se asigură că puii lor se nasc primăvara, când condițiile se îmbunătățesc, și nu iarna.

Cangurul pitic combină aceste două metode (alăptând în prima jumătate a anului), suspendând sarcina timp de aproape un an și dând naștere în ianuarie. Astfel, puii părăsesc marsupiul în primăvara următoare și nu în miezul verii australiene fierbinți.

Ce putem învăța de la diapauza embrionară?

Diapauza embrionară a fost descoperită în 1854, după ce vânătorii din Europa au observat că sarcina unor specii de căprioare dura mai mult decât ar fi fost normal, potrivit Live Science.

De atunci, biologii sunt fascinați de acest proces care ne-a putea ajuta să aflăm mai multe despre procesele de reproducere ale tuturor mamiferelor. Însă abia în 1950 am adunat destule cunoștințe pentru a confirma fenomenul pe care vânătorii îl observaseră cu 100 de ani înainte. 

Totuși, felul în care acest proces funcționează la nivel molecular rămâne un mister. Până de curând, nu părea să existe nicio legătură între speciile care foloseau această tehnică și cele care nu o foloseau și nu părea să existe nici vreun mecanism comun al felului în care sarcina era pusă pe pauză.

Până și hormonii care controlează diapauza embrionară sunt diferiți între diferite grupuri de mamifere. Însă unele cercetări recente arată că, indiferent de modalitatea în care hormonii afectează uterul, semnalele moleculare dintre uter și embrion sunt conservate, cel puțin la șoareci, nurci și la cangurii pitici.

Mai mult, cercetătorii din Polonia au pus pe pauză dezvoltarea embrionilor de oaie (o specie ce nu are diapauză) după ce i-au transferat într-un uter de șoarece și apoi înapoi la oaie, fără efecte vătămătoare.

Asta arată că toate mamiferele dețin potențialul de diapauză embrionară, inclusiv oamenii. 

„Perfect! Când pot să-mi pun sarcina pe pauză?”

Este puțin probabil că suspendarea sarcinii va deveni o normă pentru oameni. În primul rând, o femeie ar trebui să știe că este însărcinată în mai puțin de cinci zile de la momentul conceperii pentru a activa diapauza embrionară.

Înțelegerea felului în care mamiferele își pun sarcinile pe pauză are implicații semnificative pentru producerea unor embrioni sănătoși. Momentul în care embrionul intră în diapauză este identic cu momentul în care, în cazul fertilizării in vitro, embrionul este transferat în uter.

Diapauza ar putea îmbunătăți felul în care dezvoltăm embrioni sau ne-ar putea ajuta să recunoaștem care este „cel mai bun” embrion pentru transfer.

De asemenea, diapauza ar putea ajuta la crearea unor celule stem mai bune și la depistarea de noi tratamente pentru cancer. Primele celule stem izolate de savanți proveneau dintr-un embrion de șoarece aflat în diapauză, moment în care ciclul celular al embrionului era oprit. 

De asemenea, celulele stem sunt foarte asemănătoare cu cele ale unui embrion aflat în diapauză.

Așa că, dacă vom înțelege cum funcționează diapauza embrionară la nivel molecular, am putea dezvolta noi terapii de oprire a diviziunii celulare sau de identificare a markerilor pentru celule stem tumorale, despre care se crede că sunt responsabile de metastază în cazul cancerului.