Ученим вдалося перепрограмувати стовбурові клітини на клітини-попередники сперматозоїдів

Вчені вже давно намагаються отримати сперму та яйцеклітини в лабораторії. Це дозволило б їм не лише краще зрозуміти один з найважливіших біологічних процесів, але й потенційно розробити нові способи допомоги безплідним парам. Використовуючи ембріональні стовбурові клітини, які теоретично здатні трансформуватися в будь-який тип клітин, кілька дослідницьких груп досягли певного прогресу за останні роки, але нікому не вдалося створити життєздатні статеві клітини.

Вчені з Кіотського університету нещодавно знайшли спосіб перепрограмувати ембріональні стовбурові клітини мишей у клітини-попередники сперматозоїдів і, використовуючи отриману сперму, створювати нормальних мишей. Їхні дослідження можуть зрештою призвести до нових методів лікування чоловічого безпліддя. Однак, за словами керівника групи, біолога Мітінорі Сайтоу, це вимагатиме вирішення кількох «дуже складних» технічних та етичних питань.

Як відомо, сперматозоїди та яйцеклітини розвиваються з первинних, або первісних, статевих клітин (ПЗК). Первинні статеві клітини формуються на ранніх стадіях ембріогенезу з маси клітин, що називається епібластом. Кілька років тому вчені навчилися брати клітини епібласту з ембріона миші та трансформувати їх у стовбурові клітини епібласту, які здатні до тривалої регенерації в лабораторії. Дослідники сподівалися, що такі клітини можна буде використовувати для отримання первинних статевих клітин і, зрештою, сперматозоїдів та яйцеклітин. Але, незважаючи на роки експериментів, нікому це ще не вдалося. Японські вчені дійшли висновку, що коли стовбурові клітини епібласту, отримані в лабораторії, набувають здатності до тривалого росту, вони втрачають здатність утворювати статеві клітини.

Тож, змінивши свій підхід, вони вирішили культивувати ембріональні стовбурові клітини мишей у коктейлі факторів росту, щоб отримати клітини, подібні до клітин епібласту, які живуть лише кілька днів. Дослідники виявили, що 2-денні клітини можна використовувати для отримання клітин, подібних до первинних статевих клітин. При введенні в яєчка мишей, які не могли виробляти власні сперматозоїди, ці первинні стовбурові клітини дозрівали в сперматозоїди, які успішно запліднювали яйцеклітини в експериментах in vitro. Вчені імплантували отримані ембріони сурогатним матерям, які народили нормальне потомство. Миші, народжені таким незвичайним способом, виросли фертильними самками та самцями, а пізніше також народили здорове потомство. Подібним чином фертильне потомство можна отримати з індукованих плюрипотентних стовбурових клітин (iPSC), диференційованих з клітин шкіри дорослих.

«Все, що я можу сказати, це вау! Це прорив!» — сказала Орлі Лачам-Каплан, репродуктивний біолог з Університету Монаша в Австралії.

«Ця робота надає докази того, «що первинні статеві клітини, отримані з ембріональних стовбурових клітин, можуть розвиватися у функціональні статеві клітини», — каже Амандер Кларк, біолог з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі, який називає роботу японських дослідників «вирішальним проривом у нашому розумінні того, як розвиваються статеві клітини».

За словами Сайто, ще є багато перешкод, які потрібно подолати. Вони хотіли б навчитися здійснювати весь процес отримання зрілих сперматозоїдів безпосередньо в лабораторії, а не вводити первісні статеві клітини в яєчка для дозрівання. Ще одна мета — виробляти яйцеклітини in vitro, не лише для розуміння самого процесу, але й для того, щоб зрештою спробувати допомогти безплідним жінкам. Але спочатку, щоб передати свої результати в клініку, їм потрібно встановити, чи працюватиме знайдений ними «рецепт», який виявився настільки успішним для стовбурових клітин мишей, у клітинах людини.

[ 1 ], [ 2 ]