Из стволовых клеток впервые вырастили «заготовки» сперматозоидов человека
В Пенсильванском университете совершили прорыв на пути к созданию детей из пробирки. Там впервые из стволовых клеток вырастили сперматогонии человека — по сути, «заготовки» сперматозоидов — причем некоторые даже были готовы к дальнейшему развитию. Результатами экспериментов ученые поделились на страницах Cell Stem Cell.
На сегодня уже нескольким научно-исследовательским группам удалось получить яйцеклетки и сперматозоиды мыши из клеток ее кожи, и, более того, одна из этих команд таким путем дошла до рождения потомства от двух отцов.
«В случае с человеком мы серьезно отстаем», — признает биолог-эмбриолог Котаро Сасаки, руководивший экспериментами.
Затруднения связаны с этическими ограничениями — проводить такие опыты на людях никто не позволит. Приходится идти на ухищрения.
В прошлый раз исследователи взяли индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPS-клетки) человека и смешали их с соматическими клетками мышиных семенников. Результатом стали просперматогонии — ранняя стадия вышеупомянутых «заготовок», подобная клеткам, которые есть в яичках плода. Дальнейшее развитие застопорилось.
Мышиная почка как лаборатория
В новой работе эту смесь клеток пересадили живым мышам — в область почки, которая, как известно, хорошо подходит для поддержки пересаженных тканей. Попав в этот «кармашек», имплантированные клетки самоорганизовались в трубочки, похожие на семенные канальцы яичек, где образуются сперматозоиды. Через шесть месяцев после пересадки человеческие клетки превратились в сперматогонии, из которых в конечном итоге могут развиться зрелые сперматозоиды.
Активность генов в этих незрелых половых клетках была очень близка к той, что наблюдается в нормальных человеческих сперматогониях. Однако большинство человеческих клеток остановилось в развитии на этой стадии, и ни одна из них не перешла в стадию зрелого сперматозоида. То же самое наблюдалось и в экспериментах с макаками-резусами.
По мнению Сасаки, причина может заключаться в межвидовых различиях между развивающимися человеческими сперматогониями и мышиными вспомогательными клетками. Процесс развития сперматозоидов сложен и требует участия соматических клеток из окружающей ткани, а также гормональных сигналов из других органов. Очевидно, насколько эти факторы различны у мышей и человека.
Поэкспериментировать бы на людях — но нельзя
Выращивание человеческих сперматозоидов со вспомогательными клетками также человеческого происхождения могла бы способствовать их созреванию, подтверждает профессор Амандер Кларк из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе: «Это будет следующим технологическим прорывом».
Теперь предстоит проверка функциональности полученных сперматогоний на макаках. Ученые хотели бы на людях — но нельзя. Настроены они, тем не менее, оптимистично — в опубликованном исследовании отдельные сперматогонии развились в прелептотенные сперматоциты, то есть вышли на стадию входа в мейоз.
«В конечном счете, нужно получить сперматозоиды и ребенка. Это докажет, что у нас действительно полноценные клетки», — резюмировал профессор Кайл Орвиг из Питтсбургского университета в Пенсильвании.
