Стволово-клетъчни техники направиха възможно получаването на сперматозоиди в лабораторно петри*
Китайски учени най-накрая са успели да създадат функциониращи миши сперматозоиди в лаборатория. За да се постигне този успех, изследователите са използвали ембрионални стволови клетки (ЕСК) от гризачите, които са диференцирали във функционални клетки подобни на сперматозоидите, след това, те са били инжектирани в миши яйцеклетки, с цел получаване на потомство. Изследването, съобщено на 25 февруари в списание Cell Stem Cell, осигурява база за генериране на сперматозоиди, която един ден може да бъде използвана за лечение на мъжко безплодие при хора.

„Развитието на родоначалниците на репродуктивните клетки ин витро, остава основна цел както в репродуктивната биология, така и в репродуктивната медицина“, казва единият от главните автори на изследването Джиорал Ша от Медицински университет „Нанджинг”. „Ние създадохме стабилен, поетапен подход, който обобщава формирането на функционални клетки подобни на сперматозоидите в лабораторно петри. Нашият метод е изцяло в съответствие със златните стандартите, които наскоро бяха предложени на обсъждане от репродуктивни биолози, така че ние смятаме, че това е обещаващ начин за лечението на мъжкия стерилитет.“
Безплодието засяга до 15% от двойките, и около една трета от случаите, се дължи на мъжа. Една от причините за мъжкото безплодие може да е невъзможността на предшественици на зародишните клетки в тестисите да преминат през тип клетъчно деление, наречено мейоза и да се образуват функционални сперматозоиди. Няколко изследвания са докладвали успешното получаване на поколение на зародишни клетки на сперматозоиди от стволови клетки, но при тях не е напълно доказана функционалността на получените гамети или няма достатъчно доказателства за протичане на мейозата. Наскоро една група от репродуктивни биолози, предложи златни критерии, с които да се докаже, че най-важните събития на мейозата са настъпили в новополучените зародишни клетки. Например, учените, на специфични етапи на клетъчното делене, трябва да покажат доказателства за правилното разпределяне на ядрената ДНК, нормален брой и организирани хромозоми, както капацитетът на зародишни клетки да произвеждат жизнеспособни мъжки гамети. До сега, точното повторение на всички основни етапи на мейозата остава основна пречка за производството на функционални сперматозоиди и яйцеклетки в петри.
За да се преодолее това препятствие, Ша партнира с учените Чи Джоу и Кси-Ян Джао от Института по Зоология към Китайската академия на науките, за разработване на метод базиран на стволови клетки, който напълно успява да повтори мейозата и чрез, който се получават функционални клетки подобни на сперматозоидите. Първата стъпка е да се въздейства на мишите ЕСК, с химически коктейл, който да ги превърне в първични полови клетки. След това изследователите имитират естествената среда на тези предшественици на зародишните клетки, като ги излагат на клетки от тестиса, както и полови хормони като тестостерон. Под действието на съответните биологични условия, получените от ЕСК, първични полови клетки претърпяват пълна мейоза, в резултат на което се получават подобни на сперматозоидите клетки с правилно разпределени хромозоми и съответно ядрена ДНК. За да се осигури златния стандарт, с който е необоримо да се докаже, че мейозата е протекла, изследователите инжектират тези подобни на сперматозоиди клетки в миши яйцеклетки, а получените ембриони, трансферират в женски индивиди. Забележително е, че тези ембриони се развиват нормално и водят до получаването на  здраво фертилно потомство, от което вече е получено следващо поколение. В бъдещи проучвания, учените планират да използват тази основа за изучаване на молекулярните механизми, които контролират мейозата. Също така, този подход ще се тества и при други групи животни като примати, в очакване на изследвания върху хора. Въпреки това, преди тази техника да се въведе в клиничната практика, трябва внимателно да се дискутират и изключат всички възможни рискове и етични опасения по отношение на използването на ембрионални стволови клетки.
„Ако се докаже, че нашата методика е безопасена и ефективена при хора, биха могли потенциално да се получат напълно функциониращи сперматозоиди, които да се използват за различните техники на асистираната репродукция”, казва Ша. „Тъй като в момента при много двойки лечението, което се прилагане не дава резултат, ние се надяваме, че нашият подход би могъл значително да подобри успеваемостта при мъжкото безплодие.“
Източник: https://www.sciencedaily.com/releases/2016/02/160225135207.htm
* петри – лабораторен съд