Искусственная сперма привела к рождению здорового потомства
Китайские исследователи создали искусственную сперму в лабораторных условиях. За основу учёные взяли стволовые клетки, перепрограммировали их в примитивную сперму и оплодотворили с их помощью яйцеклетки. В результате у лабораторных мышей родилось здоровое потомство, которое впоследствии выросло и смогло иметь собственных отпрысков.
Создание сперматозоидов в яичках из незрелых клеток – достаточно длительный и сложный процесс, который занимает около месяца. Теперь учёные фактически смогли воспроизвести его в лаборатории, поменяв "профориентацию" эмбриональных стволовых клеток с помощью химических веществ, гормонов и тканей яичка.
Для верного "перепрофилирования" клетка должна пройти через перестройку ДНК – мейоз. Так же, как и клетка, превращающаяся в яйцеклетку у женщины, половые клетки мужчин при этом должны потерять половину своих хромосом.
Команда учёных из Китая не создавала сперматозоиды в общепринятом понимании (с вытянутой головкой и хвостиком для движения) – она создала более раннюю стадию, известную как сперматида. У сперматид нет хвоста и их форма не вытянутая, а круглая. Эти сперматиды имели нужное количество генетической информации и были успешно внедрены в яйцеклетки мышей с помощью ЭКО. По словам учёных, было сложно поверить, что сперматиды были созданы искусственным путём – они вели себя так же, как настоящие.
Правда, исследователи утверждают, что процесс образования сперматидов в неестественной среде протекал немного иначе: например, эмбриональные стволовые клетки преобразовались в искусственные сперматиды за 14 дней, хотя в природе это занимает почти 4 недели.
Однако результаты всё равно оказались впечатляющими: в настоящий момент потомству мышей, созданному с помощью этой процедуры, 15 месяцев и оно дало жизнь следующему поколению грызунов.
"Всё потомство получилось здоровым и плодородным, – комментирует профессор Сяо-Ян Чжао (Xiao-Yang Zhao) из Китайской академии наук. – Мы надеемся, что наше исследование вдохновит учёных на аналогичные работы и с человеческими клетками, что позволит решить проблему бесплодия. Конечно, существуют определённого рода этические проблемы, кроме того, необходимо исключить все возможные риски, но мы считаем, что у метода есть огромные перспективы для лечения мужского бесплодия".
В настоящее время сперматиды уже использовались для зачатия здоровых человеческих младенцев в Японии, но эта процедура незаконна в некоторых странах. Ещё одна проблема заключается в том, что у взрослого человека нет эмбриональных стволовых клеток, так что необходим поиск исходного материала. В настоящее время китайская группа планирует попытаться преобразовывать клетки кожи в состояние стволовых клеток.
Также исследователи планируют использовать свой метод для изучения молекулярных механизмов, контролирующих мейоз. Кроме того, они проверят результативность подхода на других животных, в том числе на приматах.
Эксперты уверены: это первый шаг для создания терапевтических методов мужского бесплодия. Как правило, около 15% пар сталкиваются с бесплодием, и примерно в трети случаев это проблема мужчины. В конечном счёте подобный метод может помочь молодым людям, чья способность к воспроизводству была утеряна из-за инфекций (например, эпидемического паротита), онкологических заболеваний или других дефектов, которые оставляют возможность производства спермы.
Напомним, что ранее создать искусственную сперму уже пытались французские учёные, а также исследователи из Японии, которые в 2011 году также экспериментировали со сперматидами мышей.
Подробности работы китайских специалистов были опубликованы в журнале Cell Stem Cell.