Nauwkeurigheid opbouwen aan het begin van het leven – Promotie Ainhoa Larreategui Aparicio

Het is het begin van het leven in het dierenrijk: de versmelting van een eicel en een zaadcel. De bevruchte eicel moet zich ontelbare keren delen om zich te ontwikkelen tot een gezond dier. Bij elke deling moeten de chromosomen nauwkeurig worden gescheiden en verdeeld over de nieuwe cellen. De eerste delingen van het leven zijn cruciaal: fouten in de chromosoomverdeling kunnen leiden tot een afwijkend chromosomenaantal in de cel, een toestand die aneuploïdie wordt genoemd. Dit is een belangrijke oorzaak van miskramen, verminderde vruchtbaarheid en aangeboren afwijkingen. Om te begrijpen hoe aneuploïdie kan ontstaan, moeten onderzoekers precies begrijpen hoe de chromosoomverdeling werkt.

Het centrosoom introduceren

Tijdens haar PhD bestudeerde Ainhoa specifiek de chromosoomverdeling in onrijpe eicellen – oöcyten – en in vroege embryo’s. “Tijdens de celdeling bouwen cellen een eiwitstructuur op die een spoelfiguur wordt genoemd. Deze ordent de chromosomen en brengt ze naar de juiste plek,” zegt ze. “De meeste cellen zijn afhankelijk van structuren die centrosomen worden genoemd om de spoelfiguur op te bouwen, maar we wisten al dat oöcyten die niet hebben.” Ainhoa onderzocht daarom hoe oöcyten zonder centrosomen toch een functionele spoelfiguur kunnen bouwen, om zo nauwkeurig alle celdelingen te doorlopen die nodig zijn voor het vormen van gezonde, rijpe eicellen. Ze bestudeerde ook hoe de spoelfiguur verandert na de bevruchting van de eicel, als de zaadcel de centrosomen in de cel introduceert, om meer te weten te komen over de eerste celdelingen in het embryo.

Verschillende dieren, verschillende spoelfiguren?

Ainhoa werkte met eicellen en vroege embryo’s van verschillende zoogdiersoorten, waaronder muizen, paarden, runderen en mensen. Ze ontdekte dat oöcyten van verschillende zoogdiersoorten verschillende strategieën gebruiken om zonder centrosomen spoelfiguren te bouwen. “Ondanks deze verschillen blijkt dat alle soorten ook gemeenschappelijke mechanismen gebruiken om hun spoelfiguren te bouwen. Het lijkt er dus op dat deze mechanismen in de loop van de evolutie bewaard zijn gebleven,” zegt Ainhoa. Ze ontdekte ook dat de veranderingen die na de bevruchting optreden in de opbouw van de spoelfiguur geleidelijk zijn, waarbij de oude en nieuwe mechanismen in eerste instantie samenwerken. Deze verandering is ook verschillend per soort.

Het onzichtbare zichtbaar maken

Het werk van Ainhoa biedt nieuwe inzichten in hoe aneuploïdie kan ontstaan tijdens de vroegste stadia van een zoogdierleven. Deze ontdekkingen werden mogelijk gemaakt door geavanceerde microscopietechnieken toe te passen op oöcyten en embryo’s om processen zichtbaar te maken die nog niet eerder waren waargenomen. “Op de lange termijn zou dit onderzoek mensen kunnen helpen die vruchtbaarheidsbehandelingen ondergaan, doordat we beter begrijpen waarom sommige oöcyten en embryo’s zich niet normaal ontwikkelen,” zegt Ainhoa.

Uitdagend maar de moeite waard

Terugkijkend beschrijft Ainhoa haar PhD als een interessante ervaring die veel voldoening gaf. “De grootste hoogtepunten waren toen we voor het eerst onze belangrijkste resultaten zagen, na veel uitdagende experimenten, het werken met verschillende zoogdiersoorten en het ontwikkelen van methoden om dingen te kunnen zien die nog niet eerder waren waargenomen,” zegt ze. Voor Ainhoa was de grootste uitdaging de onzekerheid die bij onderzoek hoort. “De combinatie van deze onzekerheid en de tijdsdruk van een PhD kon soms moeilijk zijn,” zegt ze.

Haar advies voor iedereen die een PhD overweegt? “Als je passie hebt voor een onderwerp, is een PhD een prachtige kans die je de vrijheid geeft dat onderwerp te verkennen. Gaandeweg word je niet alleen een expert op dat gebied, maar ontwikkel je ook veel andere vaardigheden, van het presenteren van je werk en beslissingen nemen over je project, tot het begeleiden van studenten en samenwerken. Het kan zeker uitdagend zijn, maar geeft ook ontzettend veel voldoening,” besluit ze.