Vědci se podařilo přeprogramovat kmenové buňky do buněk prekurzorů spermatozoonů

Vědci se již dlouho snaží v laboratoři dostat spermie a vejce. To nám umožní nejen hlubší porozumění jednomu z nejzákladnějších biologických procesů, ale také v budoucnu rozvíjet nové způsoby pomoci neplodným párům. Použitím embryonálních kmenových buněk, které jsou teoreticky schopné přeměnit na jakýkoliv typ buněk, několik výzkumných skupin v posledních letech dosáhlo určitého úspěchu, nikdo však nedokázal získat životaschopné zárodečné buňky.

Nedávno vědci z Kjótské univerzity nalezli způsob, jak přeprogramovat myší embryonální kmenové buňky do buněk prekurzorů spermatozoon a pomocí výsledného spermatu dostat normální myši. Jejich výzkum může nakonec vést k vývoji zásadně nových metod léčby mužské neplodnosti. Nicméně, jak se domnívá vedoucí týmu biologů Mitinori Saitou (Mitinori Saitou), bude to vyžadovat řešení několika "velmi složitých" technických a etických otázek.

Jak je známo, spermie a ovuly se vyvíjejí z primárních nebo primordiálních pohlavních buněk (primární zárodečné buňky, PGC). Prvotřídní pohlavní buňky se tvoří v počátečních stádiích embryogeneze z množství buněk nazývaných epiblast. Před několika lety se vědci naučili odebírat epiblastové buňky z myších embryí a přeměňovat je na kmeňové buňky epiblastu, které mohou být dlouhodobě regenerovány v laboratoři. Vědci doufali, že takové buňky mohou být použity k produkci prvotních zárodečných buněk a nakonec spermií a vajíček. Ale přes roky experimentů nikdo neuspěl. Japonští vědci dospěli k závěru, že když epiblastové kmenové buňky získané v laboratoři získají schopnost prodloužit růst, ztrácejí schopnost vytvářet sexuální buňky.

Proto změnili přístup a rozhodli se kultivovat myší embryonální kmenové buňky v koktejlu růstových faktorů, aby získaly buňky v blízkosti epiblastových buněk, které žijí jen několik dní. Výzkumníci zjistili, že 2-denní buňky mohou být použity k produkci buněk, které jsou blízko primárních zárodečných buněk. Zavedené ve varlatech myší, které nemohou produkovat své vlastní spermie, tyto prapůvodní kmenové buňky zrají do spermií, které úspěšně oplodněly ovuly v in vitro experimentech. Vědci implantovali výsledné embrya na náhradu matek, kteří produkovali normální potomstvo. Ti, kteří se narodili v tomto neobvyklém způsobu myší, vyrostli u úrodných samic a samců a později také poskytli zdravé potomstvo. Podobným způsobem může být produktivní potomstvo také získáno z indukovaných pluripotentních kmenových buněk (indukovaných pluripotentních kmenových buněk, iPSC) diferencovaných od buněk dospělých kůží.

"Jediné, co mohu říci, je" wow "! Je to průlom! ", Komentoval Orly Lacham-Kaplan, odborník na reprodukční biologii z univerzity Monash v Austrálii.

Tato práce poskytuje důkazy „které pocházejí z embryonálních kmenových buněk z prapůvodních zárodečných buněk se může vyvinout do funkčních zárodečných buněk“ - připojených k jeho názoru Amander Clark (Amander Clark), biolog z University of California v Los Angeles (University of California, Los Angeles), který nazval práci japonských badatelů "rozhodujícím průlomem v našem chápání principů vývoje sexuálních buněk".

Podle Saita musí vědci vynechat mnoho dalších překážek. Chtějí se naučit, jak provádět celý proces získávání zralých spermatozoidů přímo v laboratoři, spíše než zavádět podobné prvořadé pohlavní buňky do varlat pro dospívání. Dalším cílem je získat buňky vajíček in vitro. Nejenom pochopit samotný proces, ale nakonec se pokusit pomoci neplodným ženám. Ale především, aby výsledky své práce přenesli na kliniku, je třeba zjistit, zda "recept", který našli v kmeňových buňkách myší tak úspěšný, bude fungovat na lidských buňkách.

[1], [2]