Исследователи из Университета здоровья и науки Орегона разработали новую лабораторную модель для изучения того, как изменения в цервикальной слизи во время менструального цикла помогают регулировать фертильность. Эта модель может помочь разработать новые негормональные методы контроля рождаемости для женщин.

Исследование, опубликованное в журнале Biology of Reproduction , является частью продолжающейся работы старшего автора Лео Хана, доктора медицины, магистра общественного здравоохранения, доцента акушерства и гинекологии в Медицинской школе OHSU и Национальном исследовательском центре приматов OHSU в Орегоне. Хан — специалист по комплексному планированию семьи, чьи исследования сосредоточены на разработке новых негормональных контрацептивов.

В этом исследовании его научная группа проанализировала генетическую активность в культивируемых в лабораторных условиях клетках шейки матки , выявив сотни различных генов, которые могут быть мишенями для лекарственных препаратов для контроля рождаемости, использующих новые инновационные методы блокирования сперматозоидов.

По словам Хана, из 45% незапланированных беременностей , которые ежегодно случаются в США, более 95% происходят среди людей, которые не используют контрацепцию или используют ее неправильно или непостоянно.

«Многие не хотят беременеть, но не хотят или не могут принимать гормональные противозачаточные средства», — сказал он. «Шейка матки — это ворота к фертильности. Сперма должна пройти через шейку матки, чтобы достичь матки, а затем фаллопиевых труб, где происходит оплодотворение. Таким образом, существует естественная точка пресечения, так сказать, где вы можете создать барьер на шейке матки или в ней».

Доктор медицины Катрина Рапп, ведущий автор исследования, на момент проведения исследования была студенткой медицинского факультета OHSU, а в настоящее время является ординатором по акушерству и гинекологии в OHSU.

«Во время учебы в медицинской школе я сосредоточилась на изучении и решении неудовлетворенных потребностей в контрацепции, с которыми сталкиваются люди в США», — сказала она.

«У меня было много бесед с женщинами, которые хотели бы использовать неинвазивный, негормональный метод контрацепции, и цервикальная слизь служит идеальной мишенью для такого метода из-за ее способности естественным образом регулировать фертильность на протяжении всего менструального цикла».

Новый мощный инструмент
Слизь в шейке матки играет жизненно важную роль, позволяя сперме проникать в репродуктивный тракт только во время фертильного окна женщины, около овуляции. В это время высокий уровень эстрогена делает слизь более жидкой и менее вязкой, позволяя сперме проникнуть внутрь. После овуляции, когда беременность уже маловероятна, прогестерон сгущает слизь, чтобы предотвратить попадание спермы и вредных патогенов в верхние половые пути .

«Изменение слизи является ключом к воспроизводству», — сказал Хан. «Во время овуляции слизь становится водянистой и ее много. Это обеспечивает скольжение и проскальзывание для проникновения спермы, в отличие от других случаев, когда слизь имеет консистенцию резинового клея или очень густого меда. В этом исследовании мы пытаемся понять, как клетки вырабатывают слизь по-разному в эти разные временные точки».

Это циклическое изменение слизи является естественной частью менструального цикла. Цервикальная слизь вырабатывается слоем клеток, выстилающих шейку матки, называемых столбчатыми эпителиальными клетками. Эти клетки вырабатывают комбинацию воды, белков и муцинов, которые являются крупными белками, придающими слизи ее гелеобразную консистенцию.

Одним из ключевых белков в цервикальной слизи является MUC5B, который помогает формировать гель, который меняется в течение цикла. Другие факторы, такие как ионные каналы , также играют роль в поведении слизи, изменяя гидратацию и помогая слизи менять свою консистенцию. Нарушения в этих ионных каналах могут привести к проблемам с выработкой слизи, что может повлиять на фертильность или увеличить риск инфекций.

Чтобы изучить этот процесс более подробно, ученые разработали in vitro, то есть лабораторную, модель с использованием клеток макак-резусов, шейка матки которых похожа на человеческую. Они вырастили эти клетки, а затем обработали некоторые из них гормонами.

Исследователи использовали секвенирование РНК для анализа генетической активности в культивируемых эндоцервикальных клетках. Это позволило им идентифицировать гены и пути, которые регулируют выработку слизи во время менструального цикла. Они сосредоточились на том, как гормоны влияют на синтез муцинов, гидратацию слизи, стабилизацию структуры слизи и другие важные процессы.

«Одним из наших главных открытий является то, что мы идентифицировали около 150 различных генов в одной группе и 250 в другой, и они существенно различались в этих разных условиях», — сказал Хан. «Они представляют собой потенциальные цели для лекарств или потенциальные объяснения того, что происходит, когда меняется слизь».

Эта новая модель in vitro предлагает мощный инструмент для изучения цервикальной слизи в контролируемой среде, помогая исследователям раскрыть молекулярные механизмы, которые регулируют фертильность и то, как различные гормоны влияют на репродуктивное здоровье. Исследовательская группа далее тестирует негормональные ингибиторы фертильной слизи у нечеловекообразных приматов.

«Учитывая неудовлетворенные потребности в контрацепции и последствия незапланированной беременности, которые непропорционально сильно затрагивают маргинализированные и социально-экономически неблагополучные слои населения, эта область исследований имеет потенциал для продвижения и защиты репродуктивной справедливости», — сказал Рапп.