Молекулярные механизмы побочного действия антидепрессантов на репродуктивное здоровье женщин

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 22-74-10009

НазваниеМолекулярные механизмы побочного действия антидепрессантов на репродуктивное здоровье женщин

Руководитель Никишин Денис Александрович, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени M.В.Ломоносова» , г Москва

Конкурс №71 - Конкурс 2022 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-106 - Биология развития

Ключевые слова Антидепрессанты, флуоксетин, серотонин, SERT, яичник, фертильность, овариальный фолликул, гранулеза, кумулюс, пролиферация, эстроген, ооцитарные факторы роста, Wnt, созревание, экспрессия генов

Код ГРНТИ34.21.15

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Депрессия – наиболее распространенное психическое расстройство в мире, в том числе в России. Женщины в два раза более подвержены депрессивным состояниям, причем риск депрессии возрастает в детородном возрасте, а беременность является уязвимым периодом, во время которого велика вероятность обострения существующей депрессии и развития новой болезни. В связи с распространенностью проблемы, важнейшей задачей является оценка безопасности применения антидепрессантов, в том числе их эффектов на репродуктивную функцию. В ходе длительного процесса оогенеза происходит не только формирование и созревание яйцеклетки, но накапливается «материальная база» для первых этапов эмбрионального развития. Важнейшей особенностью функционирования женской репродуктивной системы является то, что запас будущих яйцеклеток закладывается еще в эмбриональном периоде. С возрастом женщины, начиная с плодного периода, количество ооцитов в яичнике постоянно снижается и не способно возобновляться. Из этого следует, что все воздействия, произведенные на уже сформированный овариальный пул, необратимы и могут проявиться через много лет в репродуктивном возрасте. В свете вышесказанного, важной научной проблемой является тщательный анализ возможных последствий использования антидепрессантов как во время беременности, когда закладывается овариальный пул развивающейся девочки, так и в детском и подростковом возрасте, когда употребление антидепрессантов, зачастую, происходит неконтролируемо. Среди спектра средств, применяемых для лечения депрессии, селективные ингибиторы обратного захвата серотонина (СИОЗС) являются препаратами первой линии терапии, причем в последние годы количество случаев их применения неуклонно возрастает. Транспортер серотонина SERT, который является главной мишенью СИОЗС, экспрессируется и функционально активен в яичнике. Показано, что прием антидепрессантов негативно сказывается на функциональной активности клеток гранулезы, которые не только являются ключевым компонентом, направляющим процесс созревания яйцеклетки, но и осуществляют эндокринную функцию, синтезируя эстроген. Среди последствий этого побочного эффекта склонность к ожирению и сахарному диабету. Однако конкретные механизмы влияния СИОЗС на клетки гранулезы остаются недостаточно изученными. Для восполнения этого пробела планируется выявить молекулярные механизмы, посредством которых антидепрессанты влияют на функционирование компонентов овариальных фолликулов в процессе их развития. Для решения этой задачи в рамках заявленного проекта будут проведены исследования корреляции активности SERT в ооците с маркерами функционального состояния и потенциала развития овариальных фолликулов, функциональных различий овариальных фолликулов с различной активностью SERT в ооцитах, механизмов опосредованного ооцитом SERT-зависимого влияния флуоксетина на экспансию кумулюса, отсроченного влияния активности SERT на созревание ооцита, SERT-независимых побочных эффектов флуоксетина, а также экспрессии мишеней антидепрессантов различных групп в яичнике. В результате выполнения поставленной задачи будут впервые получены новые данные о механизмах побочного действия антидепрессантов (прежде всего, СИОЗС) на женскую репродуктивную функцию, будет оценена степень негативного эффекта приема антидепрессантов на репродуктивное здоровье женщин и сделаны выводы о возможных последствиях их приема для последующего эмбрионального развития. Кроме того, будут получены конкретные результаты о влиянии серотонина на ход оогенеза в культуре in vitro, который будет иметь прикладное значение.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Алёшина Н.М., Русанова В.Р., Мальченко Л.А., Храмова Ю.В., Никишина Ю.О., Кондукторова В.В., Евстифеева А.Ю., Никишин Д.А. Анализ экспрессии генов-маркеров яичника выявил антагонистические эффекты серотонина и андростендиона на функциональный статус клеток гранулезы мыши в первичной культуре Онтогенез / Russian Journal of Developmental Biology (год публикации - 2023)

2. Фролова В.С., Иванова А.Д., Конорова М.С., Шмуклер Ю.Б., Никишин Д.А. Пространственная организация компонентов серотонинергической системы в раннем развитии мыши Биологические мембраны, Т. 40, № 6, с. 456-462 (год публикации - 2023)
10.31857/S023347552306004X

3. Алешина Н.М., Ткаченко М.Д., Никишина Ю.О., Никишин Д.А. Serotonin Transporter Activity in Mouse Oocytes Is a Positive Indicator of Follicular Growth and Oocyte Maturity International Journal of Molecular Sciences, V. 24, № 14, 11247 (год публикации - 2023)
10.3390/ijms241411247

4. Алешина Н.М., Ткаченко М.Д., Мальченко Л.А., Шмуклер Ю.Б., Никишин Д.А. Uptake and Metabolization of Serotonin by Granulosa Cells Form a Functional Barrier in the Mouse Ovary International Journal of Molecular Sciences, V. 23, № 23, P. 14828 (год публикации - 2022)
10.3390/ijms232314828

5. Фролова В.С., Никишина Ю.О., Шмуклер Ю.Б., Никишин Д.А. Serotonin Signaling in Mouse Preimplantation Development: Insights from Transcriptomic and Structural-Functional Analyses International Journal of Molecular Sciences, International Journal of Molecular Sciences, V. 25, № 23, 12954 (год публикации - 2024)
10.3390/ijms252312954

6. Шмуклер Ю.Б., Алешина Н.М., Никишина Ю.О., Фролова В.С., Никишин Д.А. Все трансмиттеры в одной яйцеклетке: транскриптомный анализ эмбриональных трансмиттерных систем Онтогенез, №1 (Т. 56), С. 1-13 (год публикации - 2025)
10.31857/S0475145025010019

Публикации

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
Для подтверждения результатов протеомного анализа, выполненного ранее, проведена верификацию методом Вестерн-блоттинга. Было обнаружено, что в ооцитах самок, подвергавшихся воздействию флуоксетина, значительно снижено содержание цитохром С-оксидазы COX7a2/3, ключевого компонента дыхательной цепи митохондрий, что указывает на снижение функциональной активности митохондрий и ухудшение качества ооцитов. Также подтверждено снижение содержания альдегиддегидрогеназы Aldh16a1, митохондриального белка, участвующего в детоксикации альдегидов, образующихся при окислительном стрессе. Помимо этого, флуоксетин влиял на содержание белков, связанных с процессингом РНК: снижалось содержание Eif4a2 и увеличивалась экспрессия Srsf11. Результаты протеомного анализа и верификации Вестерн-блоттингом показывают, что флуоксетин оказывает существенное влияние на белковый состав зрелых MII-ооцитов. Для проверки гипотезы о нарушении митохондриальной функции в ооцитах под действием флуоксетина, провели эксперименты по оценке влияния этого СИОЗС на уровень активных форм кислорода (АФК) и мембранный потенциал митохондрий в зрелых MII-ооцитах. Обнаружили, что флуоксетин статистически значимо увеличивает уровень АФК (на 19,5%) и снижает мембранный потенциал митохондрий (на 8%). Сделан вывод, что воздействие флуоксетина негативно влияет на функцию митохондрий и снижает качество ооцитов. Для оценки отсроченного влияния флуоксетина на потомство, исследовали его воздействие на эмбриональное развитие, размер помета, вес новорожденных мышат и формирование овариального резерва у потомства. Установили, что среднее количество бластоцист снижено на 17,5% в группе самок, получавших флуоксетин, что согласуется с ранее полученными данными о снижении количества овулировавших ооцитов стадии МII. При этом статистически значимых различий в размере помета между контрольной и экспериментальной группами не выявили. Однако средний вес тела детенышей, рожденных от самок, получавших флуоксетин, был статистически значимо увеличен на 15%. Для оценки влияния на формирование овариального резерва у потомства, проанализировали уровень экспрессии ооцитарных генов-маркеров (Ddx4, Dazl1 и Zp3) в яичниках новорожденных самок на 5-й день жизни. Статистически значимых различий между группами не обнаружили. В целом, результаты экспериментов показывают, что флуоксетин влияет на эмбриональное развитие и вес новорожденных, но не оказывает выраженного влияния на формирование овариального резерва у потомства. Для оценки потенциала развития GV-ооцитов, оценивали их способность к созреванию in vitro (IVM). Установили, что в группе, получавшей флуоксетин, снижается доля зрелых ооцитов стадии MII и увеличивается доля дегенерировавших ооцитов, что может быть связано с неполным цитоплазматическим созреванием GV-ооцитов, что нарушает процессы, необходимые для успешного завершения мейоза и формирования компетентного к оплодотворению ооцита. В клетках кумулюса, окружающих ооциты, не было обнаружено значительных изменений в экспрессии маркерных генов Has2 и Ptgs2. Анализ уровней экспрессии ключевых мРНК ооцитарных факторов роста (Gdf9, Bmp6 и Bmp15) показал, что они статистически значимо повышены в группе, получавшей флуоксетин. Это может свидетельствовать о том, что ооциты, созревшие в присутствии флуоксетина, поддерживают более высокие показатели экспрессии генов факторов роста в попытке компенсировать негативное воздействие. Однако, уровень экспрессии гена Zar1, негативного маркера цитоплазматической зрелости ооцита, также был повышен в группе, получавшей флуоксетин. Это указывает на то, что ооциты MII, созревшие под воздействием флуоксетина, демонстрируют менее зрелое цитоплазматическое состояние, что может негативно сказываться на их способности к оплодотворению. В совокупности, результаты свидетельствуют о негативном влиянии флуоксетина на процесс созревания ооцитов. Для изучения механизмов влияния флуоксетина на функцию клеток гранулезы, провели эксперименты in vitro с использованием культуры клеток гранулезы мыши и линии клеток гранулезы человека COV434. Оценивали влияние флуоксетина на синтез и секрецию эстрадиола (E2) и исследовали SERT-независимые механизмы действия, связанные с воздействием на ароматазу. Результаты не выявили статистически значимых различий в экспрессии мРНК и белка ароматазы, а также в секреции эстрадиола между контрольной группой и группами, обработанными флуоксетином. Эти данные подтверждают, что основным механизмом действия флуоксетина на клетки гранулезы является его опосредованное влияние через ооцит и ооцитарные факторы роста, а не прямое воздействие на синтез эстрадиола. По результатам работы опубликованы статьи в журналах International Journal of Molecular Sciences (Q1) и Онтогенез, а также подготовлены и поданы к публикации две статьи в журналах International Journal of Molecular Sciences (Q1) и Reproduction and Fertility (Q1), находящиеся на этапе рецензирования.

Публикации

Возможность практического использования результатов
Результаты исследования вносят вклад в понимание механизмов влияния антидепрессантов на репродуктивную систему, что имеет важное значение для общественного здравоохранения. Выявленное негативное воздействие флуоксетина на качество ооцитов и эмбриональное развитие подчеркивает необходимость учитывать потенциальные риски при назначении данного препарата женщинам репродуктивного возраста. Полученные данные могут быть использованы для разработки рекомендаций по безопасному применению антидепрессантов, а также для поиска новых терапевтических подходов, направленных на минимизацию негативных последствий приема данных препаратов для репродуктивной функции. Установление роли SERT как маркера зрелости ооцитов открывает перспективы для разработки новых диагностических методов оценки качества ооцитов в программах вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ). Изучение отсроченных эффектов флуоксетина на потомство позволяет оценить долгосрочные последствия воздействия антидепрессантов на здоровье будущих поколений. Полученные результаты формируют научный задел для дальнейших исследований в области репродуктивной эндокринологии и фармакологии, способствующих улучшению здоровья населения и снижению рисков, связанных с применением лекарственных препаратов.