Vědcům se podařilo přeprogramovat kmenové buňky na progenitorové buňky spermií.

Vědci se již dlouho snaží produkovat spermie a vajíčka v laboratoři. To by jim nejen umožnilo lépe porozumět jednomu z nejzákladnějších biologických procesů, ale také potenciálně vyvinout nové způsoby, jak pomoci neplodným párům. S využitím embryonálních kmenových buněk, které jsou teoreticky schopné transformace na jakýkoli typ buňky, dosáhlo v posledních letech několik výzkumných skupin určitého pokroku, ale nikomu se nepodařilo vytvořit životaschopné pohlavní buňky.

Vědci z Kjótské univerzity nedávno objevili způsob, jak přeprogramovat myší embryonální kmenové buňky na prekurzorové buňky spermií a s využitím výsledných spermií produkovat normální myši. Jejich výzkum by mohl nakonec vést k novým léčebným postupům pro mužskou neplodnost. Podle vedoucího týmu, biologa Mitinoriho Saitoua, by to však vyžadovalo vyřešení několika „velmi složitých“ technických a etických otázek.

Jak je známo, spermie a vajíčka se vyvíjejí z primárních neboli primordiálních zárodečných buněk (PGC). Primordiální zárodečné buňky se tvoří v raných fázích embryogeneze z masy buněk zvané epiblast. Před několika lety se vědci naučili odebírat buňky epiblastu z myšího embrya a transformovat je do kmenových buněk epiblastu, které jsou schopné dlouhodobé regenerace v laboratoři. Vědci doufali, že takové buňky by mohly být použity k získání primordiálních zárodečných buněk a nakonec spermií a vajíček. Navzdory letům experimentování se to však nikomu dosud nepodařilo. Japonští vědci dospěli k závěru, že když kmenové buňky epiblastu získané v laboratoři získají schopnost dlouhodobého růstu, ztrácejí schopnost tvořit zárodečné buňky.

Změnili tedy svůj přístup a rozhodli se kultivovat myší embryonální kmenové buňky v koktejlu růstových faktorů, aby získali buňky podobné buňkám epiblastů, které žijí jen několik dní. Vědci zjistili, že dvoudenní buňky by mohly být použity k získání buněk podobných primordiálním zárodečným buňkám. Po injekčním podání do varlat myší, které nebyly schopny produkovat vlastní spermie, tyto primordiální kmenové buňky dozrály do spermií, které úspěšně oplodnily vajíčka v experimentech in vitro. Vědci implantovali výsledná embrya náhradním matkám, které produkovaly normální potomstvo. Myši narozené tímto neobvyklým způsobem vyrostly v plodné samice a samce a později také produkovaly zdravé potomstvo. Podobným způsobem lze získat plodné potomstvo z indukovaných pluripotentních kmenových buněk (iPSC) diferencovaných z dospělých kožních buněk.

„Můžu jen říct: „Páni! Tohle je průlom!“ řekla Orly Lacham-Kaplan, reprodukční bioložka z Monash University v Austrálii.

Práce poskytuje důkazy o tom, „že primordiální zárodečné buňky odvozené z embryonálních kmenových buněk se mohou vyvinout ve funkční zárodečné buňky,“ říká Amander Clark, biolog z Kalifornské univerzity v Los Angeles, který práci japonských vědců nazývá „rozhodujícím průlomem v našem chápání vývoje zárodečných buněk“.

„Stále je třeba překonat mnoho překážek,“ říká Saito. „Chtěli by se naučit, jak provádět celý proces produkce zralých spermií přímo v laboratoři, spíše než vstřikovat primordiální pohlavní buňky do varlat, aby dozrály.“ Dalším cílem je produkovat vajíčka in vitro, nejen aby pochopili samotný proces, ale také aby se nakonec pokusili pomoci neplodným ženám. Nejprve však musí své výsledky přenést do klinické praxe a zjistit, zda „recept“, který našli a který se ukázal jako tak úspěšný u myších kmenových buněk, bude fungovat i v lidských buňkách.“

[ 1 ], [ 2 ]