Las mamíferas hembras, incluidos los humanos, nacen con todos sus óvulos. De los uno o dos millones de óvulos de una mujer, alrededor de 400 maduran antes de la menopausia y pueden ser fertilizados. Algunos óvulos, por lo tanto, sobreviven durante varias décadas, y necesitan seguir siendo funcionales durante todo este tiempo. Las proteínas de vida extremadamente larga en el ovario parecen jugar un papel importante en esto, como han descubierto ahora equipos de investigadores de Gotinga (Alemania) en experimentos con ratones. Estas proteínas de larga duración parecen ayudar a mantener la fertilidad durante el mayor tiempo posible.

“Los óvulos necesitan preservarse durante toda la vida reproductiva de una mujer para que puedan desarrollarse en embriones sanos”, explica Melina Schuh, directora del Instituto Max Planck (MPI) de Ciencias Multidisciplinarias. Incluso en los ratones, que solo pueden reproducirse durante poco más de un año, la vida útil de los óvulos es mucho más larga que la vida útil media de las proteínas. Las células vivas reciclan la mayoría de sus proteínas en solo unos pocos días. Sin embargo, dependiendo del tipo de célula y la función, no todas las proteínas se degradan al mismo ritmo.

Muchas proteínas de vida extremadamente larga en los ovarios

Junto con equipos dirigidos por los líderes de grupo Juliane Liepe y Henning Urlaub, el equipo de Schuh ha investigado cuantitativamente con qué frecuencia ocurren las proteínas de larga duración en los ovarios. Para sus experimentos, los investigadores combinaron varios métodos bioquímicos y moleculares con modelado matemático. “Este enfoque multidisciplinario nos permitió observar proteínas en los ovarios y los ovocitos de ratones en diferentes etapas de la vida para determinar la edad de las proteínas”, dice la líder del grupo de investigación del Max Planck Liepe. Los científicos también analizaron cómo la abundancia de las proteínas cambió con el tiempo registrando un inventario de proteínas del ovario de casi 8.900 proteínas.

El resultado: los ovarios contienen un número extremadamente alto de proteínas de larga duración, más que otros tejidos, e incluso más que el cerebro. Estas proteínas estables se encuentran no solo en los óvulos en sí, sino también en otras células somáticas del ovario.

“Muchas de las proteínas de larga duración tienen funciones protectoras, como la reparación del ADN o la protección de las células del daño”, explica Urlaub, quien es líder de grupo en el MPI y el Centro Médico Universitario de Gotinga (UMG). Estos ayudantes del plegamiento molecular, conocidos como chaperonas, evitan que las proteínas mal plegadas se agreguen y alteren los procesos celulares. Los experimentos de los científicos de Gotinga demostraron que las chaperonas son extremadamente estables en el ovario y previenen la agregación durante más tiempo que en el cerebro, por ejemplo. Del mismo modo, las centrales eléctricas de los óvulos, las mitocondrias, contenían proteínas particularmente estables. Dado que las mitocondrias se transmiten de madre a hijos, es esencial que estos orgánulos permanezcan sanos.

Menos proteínas de larga duración con la edad

“Sin embargo, la concentración de muchas proteínas de larga duración en el ovario y los óvulos disminuye con la edad. En contraste, las proteínas asociadas con la inflamación aguda o la respuesta inmune aumentan con el tiempo”, informa Schuh. Esto está en línea con hallazgos previos de que las reacciones inflamatorias son más frecuentes en los ovarios de mujeres mayores. “La compleja red de proteínas del ovario cambia. La desaparición gradual de las proteínas de larga duración de los ovarios y los óvulos puede explicar por qué la fertilidad disminuye en las mamíferas hembras después de cierta edad”.

El estudio fue financiado por el Clúster de Excelencia “Imágenes Biológicas Multiscala: Desde Máquinas Moleculares hasta Redes de Células Excitables” (MBExC), del cual Melina Schuh y Henning Urlaub son miembros.