Из стволовых клеток впервые получена сперма человека

Так выглядит колония эмбриональных стволовых клеток при большом увеличении (фото University of Wisconsin–Madison).

Учёные давным-давно пытаются искусственным путём получить мужские половые клетки. Особенно много попыток делается специалистами, работающими со стволовыми клетками. Кажется, им наконец-то удалось заполучить «работающий образец».

Идея создания сперматозоидов путём дифференциации эмбриональных стволовых клеток (ЭСК) появилась тогда, когда учёные научились мало-мальски контролировать природные процессы выбора клеткой своей последующей функции. Цель была ясна: решить таким образом проблему мужского бесплодия раз и навсегда.

Поначалу генетики тренировались на мышах. Довольно быстро они показали, что из стволовых клеток действительно можно получить подобие естественного сперматозоида. Чуть позже, что такие «искусственники» могут оплодотворить обычную яйцеклетку.

Первое время полученные эмбрионы уничтожали на стадии бластоцисты, но Карим Найерния (Karim Nayernia) из университета Ньюкасла продолжил исследования и дал эмбрионам развиться во взрослое животное. В 2006 году в его лаборатории родились семеро «стволовых» мышат, которые прожили около пяти месяцев.

Проблема заключалась в том, что в процессе получения искусственной спермы была заблокирована работа некоторых жизненно важных генов.

Однако Карим обошёл все препятствия, поместив в яички мышей сперматогониальные клетки (переходное звено между стволовыми клетками и сперматозоидами), до того как они «дозрели». «В результате мы получили нормальную сперму», — рассказывает Найерния.

Стволовые клетки спермы, обладающие полным набором хромосом, обычно присутствуют в яичниках мужчин. Там они постоянно пополняют запас сперматозоидов, в их составе только 23 хромосомы (иллюстрация с сайта newscientist.com).

После этого британский учёный продолжил работу, но теперь уже со стволовыми клетками костного мозга человека, и в 2007 его научная группа доложила о первых положительных результатах: сперматогониальные клетки были получены из стволовых клеток костного мозга (то есть их вернули к состоянию эмбриональных, а затем заставили дифференцироваться по новому пути).

На тот момент Карим не смог довести дело до конца лишь чуть-чуть: учёным не удалось взрастить из «переходных» сперматозоидов нормальных продолжателей рода.

Точно не известно, что произошло далее, но немногим позже эта же группа исследователей переключилась на эмбриональные стволовые клетки. И вот теперь генетики докладывают о том, что им удалось создать из них полноценные человеческие сперматозоиды.

Поначалу под воздействием специально подобранных веществ мужские ЭСК превратились в клетки зародышевой линии, чуть позже сперматогониальные клетки, которые поделились на сперматоциты с 23 хромосомами, дали начало зрелым сперматозоидам.

Сейчас Найерния и его коллеги проверяют, насколько жизнеспособны данные «искусственники». В частности, генетики хотят выяснить, будут ли с ними те же проблемы, что и с первыми мышиными сперматозоидами (блокировка генов).

По мнению некоторых оппонентов Карима, то, что полученные клетки отрастили себе «хвосты» и могут передвигаться, вовсе не означает, что они нормальные. Впрочем, они, кроме того, обладают 23 хромосомами и белками для инициирования оплодотворения яйцеклетки (фото Newcastle University).

Если всё пойдёт не так гладко, как хотелось бы, то исследователи попытаются создать искусственные мужские яички, в которых можно было бы дорастить сперму до нормального состояния.

Что же касается женских ЭСК, то тут на пути учёных встали другие, более сложные препятствия: у полученных переходных клеток не хватало генов, которые позволили бы сперме созреть до нормального конечного состояния.

Для того чтобы вырастить сперматозоид по новой методике, учёным достаточно трёх месяцев.

Статья авторов исследования вышла в журнале Stem Cells and Development (PDF-файл можно также скачать здесь).

Читайте также о том, как во взрослом организме были обнаружены стволовые клетки женских яйцеклеток.



Зелёные белки раскрыли тайну возрождения саламандры

2 июля 2009

Безопасные стволовые клетки становятся реальностью

1 июня 2009

Найден способ восстановления репродуктивных функций у женщин

13 апреля 2009

Учёные превратили клетки в стволовые без помощи вирусов

5 марта 2009

Стволовые клетки впервые позволили побороть паралич

4 февраля 2009