MicroRNA signature changes in human ovarian follicle in relation to reproductive aging
La classe dei piccoli RNA non codificanti è stata descritta comprendere differenti tipi di molecole che sono coinvolte in differenti fasi della sintesi, processing e traduzione dell’RNA così come la modulazione dell’inizio della trascrizione, la degradazione dell’RNA o il blocco della sintesi proteica. Tra questi, i microRNA (miRNA) rappresentano la classe più studiata e meglio caratterizzata, in termini di funzione e impatto sulla salute umana. I miRNA agiscono come regolatori negativi dell’espressione genica in diverse specie. Nel follicolo ovarico il ruolo dei microRNA è stato caratterizzato, e l’esistenza nel fluido follicolare umano è stata recentemente dimostrata. Un alterata regolazione dell’espressione dei miRNA è stata, poi, riportata colpire pathway cruciali per la crescita del follicolo e la maturazione dell’ovocita in diverse patologie riproduttive. Inoltre, l’analisi globale di miRNA eseguita su differenti tessuti, organi e modelli animali ha anche mostrato che l’invecchiamento può influenzare l’espressione di queste piccole molecole di RNA. Il declino della fertilità femminile in relazione all’età è stato ampiamente documentato. Sebbene un aspetto chiave che spiega l’infertilità nell’invecchiamento riproduttivo è il declino della qualità ovocitaria, i meccanismi molecolari che ne stanno alla base sono ancora poco compresi. L’obiettivo di questa tesi è stato, pertanto, quello di valutare l’impatto dell’età materna sui profili di espressione dei miRNA nel follicolo ovarico umano e caratterizzare le pathways infuenzate in maniera significativa dal processo di invecchiamento, per identificarne i miRNA regolatori. Dunque, sono stati eseguiti: la caratterizzazione dei miRNA nel fluido follicolare umano (FF) (Study I), l’analisi dei cambiamenti di espressione del miRNoma negli esosomi del FF di donne di due diversi gruppi di età (Study II) ed infine, l’identificazione di miRNA in ovociti umani MII e l’analisi dei cambiamenti di espressione in relazione all’invecchiamento riproduttivo (Study III). Si è verificato, allora, che i miRNA fossero contenuti all’interno di esosomi e che fossero coinvolti nella regolazione della maturazione follicolare. In una seconda fase, attraverso il sistema delle TaqMan Human microRNAs card sono stati valutati i profili di espressione dei miRNA nel FF rispetto al plasma di donne che si sono sottoposte ad iniezione intracitoplasmatica dello spermatozoo (ICSI). Sono stati identificati 37 miRNA upregolati nel fluido follicolare umano. 32 sono stati rilevati all’interno di esosomi e sono stati trovati coinvolti in pathway importanti per la crescita follicolare e la maturazione dell’ovocita. In maniera specifica, 9 di essi regolano negativamente mRNA espressi nel microambiente follicolare codificanti inibitori della maturazione follicolare e della ripresa della meiosi. Per rivelare il contributo all’invecchiamento riproduttivo dei miRNA, abbiamo esaminato i cambiamenti di espressione nel FF, attraverso tecnologia TLDA. Una diversa distribuzione dei miRNA è stata trovata negli esosomi del FF tra donne di avanzata età riproduttiva (old) e donne più giovani (young). 50 miRNA contenuti in esosomi del FF, hanno mostrato differenze significative correlate all’invecchiamento e sono stati predetti regolare ECM-receptor interaction, PI3K-Akt, p53, TGF-beta, HIF-1 and mTOR signaling pathway. Infine, sono stati identificati 57 miRNA costantemente espressi in 12 ovociti MII e 12 mostranti alterata regolazione in donne di avanzata età riproduttiva. Attraverso un approccio computazionale, abbiamo esplorato le possibili funzione dei 12 miRNA all interno delle cellule germinali umane, e confermato l espressione differenziale in ovociti murini MII. Una significativa correlazione negativa miRNA-Target è stata trovata per il miR-29a, il miR-203 e mRNA imputati responsabili di meccanismi che modulano le modificazioni epigenetiche alla base della compromessa qualità ovocitaria causata dall’avanzata età materna.
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