Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass männliche Pheromone die Gesundheit der weiblichen Eier verbessern können

Laut einer neuen Studie der Northwestern University könnten männliche Pheromone der Jungbrunnen für alternde Eier weiblicher Tiere sein.

In der neuen Studie verwendeten die Forscher den winzigen transparenten Spulwurm C. elegans, einen etablierten Modellorganismus, der häufig in der biologischen Forschung verwendet wird. Die Exposition weiblicher Spulwürmer gegenüber männlichen Pheromonen verlangsamte die Alterung der weiblichen Eizellen, was zu gesünderen Nachkommen führte.

Die Exposition verringerte nicht nur den embryonalen Tod um mehr als das Zweifache, sondern auch Chromosomenanomalien bei überlebenden Nachkommen um mehr als das Zweifache. Unter dem Mikroskop sahen die Eizellen auch jünger und gesünder aus, anstatt winzig und unförmig, was beim Altern üblich ist.

Die Forscher glauben, dass dieser Befund möglicherweise zu pharmakologischen Interventionen führen könnte, die Unfruchtbarkeitsprobleme beim Menschen bekämpfen würden, indem sie die Qualität der Eizellen verbessern und den Beginn der reproduktiven Alterung verzögern.

„Reproduktives Altern betrifft jeden“, sagte Ilya Ruvinsky von Northwestern, der die Studie leitete. „Eines der ersten Anzeichen der biologischen Alterung ist die verminderte Qualität der Fortpflanzungszellen, die zu einer verringerten Fruchtbarkeit, einem erhöhten Auftreten von fetalen Defekten einschließlich Fehlgeburten und schließlich zu einem Verlust der Fruchtbarkeit führt. Nach allen Kriterien, die wir uns vorstellen konnten, haben männliche Pheromone die Eier verbessert .“

Das Papier wurde diese Woche (16. Mai) in der veröffentlicht Proceedings of the National Academy of Sciences.

Ruvinsky ist Research Associate Professor für Molekulare Biowissenschaften am Weinberg College of Arts and Sciences im Nordwesten. Erin Aprison, wissenschaftliche Mitarbeiterin in Ruvinskys Labor, ist die Erstautorin der Arbeit. Svetlana Dzitoyeva und David Angeles-Albores sind Co-Autoren des Artikels.

Verlagerung der Energie zur Reproduktion

Um die Studie durchzuführen, alterte das Team weibliche Spulwürmer in Gegenwart eines Pheromons, das normalerweise von männlichen Spulwürmern produziert wird. Die Forscher stellten fest, dass die Eiqualität bei Weibchen, die dem Pheromon ausgesetzt waren, höher war als bei Spulwürmern der Kontrollgruppe, die dem Pheromon nicht ausgesetzt waren.

Obwohl die kontinuierliche Exposition gegenüber männlichen Pheromonen am besten funktionierte, verbesserte sogar eine kürzere Exposition die Gesamtqualität der Eier. Ruvinsky glaubt, dass dieses Ergebnis durch die „sich verändernden Energiehaushalte“ der Tiere erklärt werden kann.

Pheromone wirken außerhalb des Körpers und sind Chemikalien, die Tiere produzieren und freisetzen, um soziale Reaktionen bei anderen Mitgliedern ihrer Art hervorzurufen. Laut Ruvinsky informieren Pheromone auch Tiere darüber, wie sie ihre endliche Energie haushalten können.

Wenn die Bedingungen für die Fortpflanzung nicht förderlich sind, werden weibliche Tiere Ressourcen und Energie aufwenden, um ihre allgemeine Körpergesundheit zu erhalten, einschließlich Muskeln, Neuronen, Darm und anderer nicht reproduktiver Organe. Die Wahrnehmung männlicher Pheromone löst nachgelagerte Signale vom Nervensystem an den Rest des Körpers aus, was dazu führt, dass die weiblichen Tiere ihre Energie und Ressourcen stattdessen auf die Verbesserung der reproduktiven Gesundheit verlagern. Das Ergebnis? Bessere Eier, aber schnellerer Zerfall des Körpers.

„Das Pheromon bringt das Weibchen dazu, Hilfe zu ihren Eiern zu schicken und den Rest ihres Körpers zu kurz zu bringen“, sagte Ruvinsky. „Es geht nicht um alles oder nichts, aber es verschiebt das Gleichgewicht.“

Verwertung von recycelten Eiern

Wenn weibliche Spulwürmer mehr Energie für die Fortpflanzung aufwendeten, produzierten sie mehr Eizellvorläufer aus Stammzellen. Und in einem scheinbar kontraproduktiven Zug starben die meisten dieser Zellen tatsächlich. Aber Ruvinsky sagt, das sei kein Fehler, sondern ein clever konstruierter Vorteil.

„Die meisten Ei-Vorstufen sterben, und die Ersatzteile werden recycelt, um bessere Eier zu bauen“, sagte er. „Wir denken, dass das im Wesentlichen passiert. Die Produktion wird erhöht. Die meisten Ei-Vorläufer sterben, und ihre Teile werden geborgen und zu einigen wenigen, hochwertigeren Eiern recycelt.“

Natürlich gibt es unglückliche Kompromisse. Wenn weibliche Spulwürmer den Rest ihres Körpers vernachlässigten, um ihre Energie auf die reproduktive Gesundheit zu konzentrieren, war es wahrscheinlicher, dass sie einen frühen Tod erlebten. Ruvinsky sagte, dass diese Informationen auch die zukünftige Entwicklung von Medikamenten für Menschen beraten können.

„Die Pheromone, die Spulwürmer verwenden, kommen beim Menschen nicht vor“, sagte er. „Aber die Neuronen, die sie aktivieren, sind sehr ähnlich. Wir arbeiten daran, pharmakologische Interventionen zu entwickeln, die diese Neuronen manipulieren, um die Fruchtbarkeit zu verbessern und gleichzeitig die negativen Nebenwirkungen zu reduzieren. Es bleibt abzuwarten, aber es ist definitiv einen Versuch wert.“