Учените са успели да препрограмират стволовите клетки в клетки-предшественици на сперматозоиди

Учените отдавна се опитват да произвеждат сперматозоиди и яйцеклетки в лаборатория. Това не само би им позволило да разберат по-добре един от най-фундаменталните биологични процеси, но и потенциално да разработят нови начини за подпомагане на безплодните двойки. Използвайки ембрионални стволови клетки, които теоретично са способни да се трансформират във всякакъв вид клетка, няколко изследователски групи постигнаха известен напредък през последните години, но никой не е успял да произведе жизнеспособни полови клетки.

Учени от университета в Киото наскоро откриха начин да препрограмират миши ембрионални стволови клетки в клетки-прекурсори на сперматозоиди и, използвайки получените сперматозоиди, да произведат нормални мишки. Изследванията им биха могли в крайна сметка да доведат до нови лечения за мъжко безплодие. Според ръководителя на екипа, биологът Митинори Сайтоу, обаче, това би изисквало решаването на няколко „много трудни“ технически и етични въпроса.

Както е известно, сперматозоидите и яйцеклетките се развиват от първични или първични зародишни клетки (ПЗК). Първичните зародишни клетки се образуват в ранните етапи на ембриогенезата от маса от клетки, наречени епибласт. Преди няколко години учените се научили да вземат епибластни клетки от миши ембрион и да ги трансформират в епибластни стволови клетки, които са способни на дългосрочна регенерация в лаборатория. Изследователите се надявали, че такива клетки могат да бъдат използвани за получаване на първични зародишни клетки и в крайна сметка на сперматозоиди и яйцеклетки. Но въпреки годините експерименти, никой все още не е успял. Японски учени са стигнали до заключението, че когато епибластните стволови клетки, получени в лаборатория, придобият способността да растат дълго време, те губят способността си да образуват зародишни клетки.

И така, променяйки подхода си, те решават да култивират миши ембрионални стволови клетки в коктейл от растежни фактори, за да получат клетки, подобни на епибластните клетки, които живеят само няколко дни. Изследователите установяват, че двудневни клетки могат да се използват за получаване на клетки, подобни на първичните зародишни клетки. Когато се инжектират в тестисите на мишки, които не са в състояние да произвеждат собствени сперматозоиди, тези първични стволови клетки узряват в сперматозоиди, които успешно оплодяват яйцеклетки в in vitro експерименти. Учените имплантират получените ембриони в сурогатни майки, които произвеждат нормално потомство. Мишките, родени по този необичаен начин, израстват като плодовити женски и мъжки, а по-късно също произвеждат здраво потомство. По подобен начин може да се получи плодовити потомци от индуцирани плурипотентни стволови клетки (iPSC), диференцирани от възрастни кожни клетки.

„Всичко, което мога да кажа, е уау! Това е пробив!“, каза Орли Лачам-Каплан, репродуктивен биолог в университета Монаш в Австралия.

Работата предоставя доказателства, „че първичните зародишни клетки, получени от ембрионални стволови клетки, могат да се развият във функционални зародишни клетки“, казва Амандър Кларк, биолог от Калифорнийския университет в Лос Анджелис, който нарича работата на японските изследователи „решителен пробив в нашето разбиране за това как се развиват зародишните клетки“.

Все още има много препятствия за преодоляване, казва Сайто. Те биха искали да се научат как да извършват целия процес на производство на зрели сперматозоиди директно в лабораторията, вместо да инжектират първични полови клетки в тестисите, за да узреят. Друга цел е да произвеждат яйцеклетки in vitro, не само за да разберат самия процес, но и евентуално да се опитат да помогнат на безплодни жени. Но първо, за да пренесат резултатите си в клиниката, те трябва да установят дали „рецептата“, която са открили, която се е доказала като толкова успешна за миши стволови клетки, ще работи и в човешки клетки.

[ 1 ], [ 2 ]