Специалисты под руководством Котаро Сасаки из Университета Пенсильвании использовали индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPS‑клетки), которые получают из обычных клеток (например, крови или кожи), «откатывая» их до состояния, похожего на эмбриональное. Эта команда уже научилась превращать такие человеческие iPS‑клетки в клетки, напоминающие самые ранние предшественники половых клеток — те, из которых в норме развиваются яйцеклетки и сперматозоиды.
Следующим шагом стало создание для них подходящей «ниши». Ученые смешали эти зачаточные половые клетки с поддерживающими клетками из яичек развивающихся мышей. Такие неполовые клетки в норме формируют структуру семенных канальцев и создают микросреду, которая необходима для созревания сперматозоидов — обеспечивают питание, защиту и сигнальные молекулы.
Этот клеточный «коктейль» пересадили в небольшой карман на поверхности почки мыши — участок, который хорошо кровоснабжается и традиционно используется для выращивания трансплантатов. Там пересаженные клетки самоорганизовались в трубчатые структуры, напоминающие семенные канальцы яичка. Через шесть месяцев человеческие клетки достигли стадии сперматогоний — незрелых клеток, способных в принципе дать начало зрелым сперматозоидам.
По профилю активности генов эти сперматогонии оказались очень похожи на нормальные человеческие клетки того же типа. Аналогичные результаты команда получила и с клетками макак. Однако процесс остановился на этапе сперматогоний: ни один полноценный сперматозоид образован не был.
По словам соавтора работы, репродуктивного биолога из Пенсильванского университета Эоина Уэлана, впереди остается много барьеров. Одна из ключевых проблем — межвидовые различия. Развитие сперматозоидов требует сложных сигналов от окружающих тканей и гормонов, и поддерживающие клетки мыши, вероятно, не могут полностью заменить сигналы аналогичных клеток человека или приматов.
В будущем, считают специалисты, использование человеческих поддерживающих клеток вместо мышиных может приблизить систему к получению зрелых сперматозоидов. Но в таком случае перед наукой сразу встает целый ряд этических вопросов — от допустимости создания детей с помощью лабораторно выращенных половых клеток до риска вмешательства в геном таких клеток для получения «дизайнерских» эмбрионов.
Пока же практическая ценность новой модели заключается в том, что она дает возможность изучать ранние стадии развития мужских половых клеток человека, которые практически недоступны для наблюдения in vivo, и искать причины мужского бесплодия, которое на сегодняшний день примерно в 40% случаев считается идиопатическим — то есть развившимся без видимых причин.
Так что до появления детей из полностью выращенной в пробирке спермы еще очень далеко. Но каждый шаг в понимании того, как в норме созревают половые клетки, приближает как появление нового, более эффективного лечения бесплодия, так и более осознанный общественный разговор о границах допустимого в репродуктивных технологиях.
Ранее ученые нашли способ прогнозировать, во что превратится стволовая клетка.
Источник: hi-tech.mail.ru