В 2007 году группа исследователей сообщила о поразительном открытии: они создали подобные сперматозоидам клетки из стволовых клеток, полученных из костного мозга человека. Однако два года спустя исследование было удалено из-за обвинений в плагиате. И вот, тринадцать лет спустя, способность создавать функциональную человеческую сперму из стволовых клеток остается задачей многих ученых во всем мире. Ведь это могло бы раз и навсегда решить проблему людей, у которых не получается зачать ребенка. И получить при этом надежду на дальнейшую эволюцию. И судя по результатам исследований, получить сперматозоиды из стволовых клеток гораздо реальнее, чем попасть в черную дыру.
С помощью костного мозга человечество оказалось на пороге репродуктивной эволюции
Содержание
Можно ли создать половые клетки из стволовых клеток
Ученые пытались выяснить, как создать функционирующие человеческие гаметы — яйцеклетки и сперму — из стволовых клеток в течение 20 или 30 лет, говорит Витторио Себастьяно, биолог из Стэнфордского университета, чьи исследования сосредоточены на репродуктивной биологии. Это поможет людям, борющимся с бесплодием, иметь детей, а ученые смогут раскрыть секреты человеческого развития. С 2007 года они добились значительного прогресса в этом направлении, создав здоровых детенышей мышей из гамет, генерируемых стволовыми клетками, и даже незрелые яйцеклетки человека. Но впереди еще долгий путь, прежде чем ученые смогут превратить костный мозг в человеческих младенцев.
Мы действительно пытаемся найти способы эффективно и надежно генерировать половые клетки, которые в краткосрочной перспективе можно использовать для зачатия детей, — говорит Себастьяно.
Чем это отличается от ЭКО
Когда в 1978 году родился первый ребенок, зачатый с помощью экстракорпорального оплодотворения (ЭКО), это стало большим шагом вперед в репродуктивной науке и предвестником исследований стволовых клеток, проводимых сегодня. Но ЭКО не подходит для каждого человека или пары, пытающейся завести ребенка. Например, его нельзя сделать тем, кто родился без гамет или получил агрессивное лечение рака в молодом возрасте. Новый научный метод предоставит этим людям новый шанс на рождение своих детей.
Следующий важный шаг был сделан в 2000-х годах, когда были созданы индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК). Эти клетки получают из клеток крови или кожи и перепрограммируют, чтобы превратить их в эмбриональные клетки, которые смогут развиваться в организме. С тех пор исследователи пытались выяснить, как превратить эти эмбрионоподобные клетки в функциональные сперматозоиды и яйцеклетки.
Колония индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, используемых для лечения редкого генетического заболевания — анемии Фанкони.
По словам Себастьяно, эта работа отчасти осложнялась тем, что ученые не могли полностью понять, что происходит с человеческим эмбрионом во время нормального развития. Ученые разбирают этот процесс на мышах, потому что грызунов легко изучать в лаборатории. Но этические ограничения и технические факторы (например, доступ к эмбрионам в нужный момент) затрудняют изучение этого явления на людях.
Искусственно выращенные яйцеклетки
Несмотря на препятствия, ученые добились значительного прогресса за последние 10 лет. В 2012 году группа исследователей в Японии создала оплодотворенные яйца мышей из стволовых клеток и использовала эти яйца для выведения здоровых мышей. Таким образом ученые показали, что можно заставить эти клетки стать полностью функциональными яйцеклетками или спермой.
Группа ученых смогла превратить стволовые эмбриональные клетки мыши в клетки, функционирующие как сперматозоиды.
В 2018 году та же группа японских ученых совершила еще один крупный прорыв. Используя клетки крови человека и технику плюрипотентных стволовых клеток, им удалось произвести человеческую яйцеклетку.
По словам ученых, аналогичные попытки предпринимаются и для создания спермы. На протяжении многих лет проводилось несколько экспериментов создать спермоподобные клетки, в том числе во время исследования костного мозга в 2007 году. Вероятно, в ближайшие несколько лет мы сможем генерировать полностью функциональные сперматозоиды и яйцеклетки. Однако вопрос будет в том, как ученые проверят качество этих гамет.
Первый в истории науки эмбрион, созданный без готовых яйцеклеток и сперматозоидов. Достичь этого получилось благодаря выращиванию эмбриона из стволовых клеток прямо в чашке Петри на микроскопическом 3D-каркасе из геля.
Чем опасно выращивание детей из стволовых клеток?
Единственный способ полностью оценить качество и функциональность спермы или яйцеклетки — это использовать их, то есть попытаться оплодотворить другую гамету и произвести на свет ребенка. Вот почему к этой работе нужно подходить с особой осторожностью. Как только ученые разработают методы, которые, по их мнению, производят зрелые человеческие яйцеклетки и сперму, следующим шагом будет тестирование этих наработок на приматах. Таким образом исследователи могут проследить всю жизнь отдельных животных, выращенных с помощью этого метода, чтобы увидеть, не возникнут ли какие-либо неожиданные проблемы, говорит Себастьяно.
Если вам интересны такие исследования, подпишитесь на нас в Яндекс.Дзен, чтобы не пропускать новые материалы!
Биолог не сомневается, что однажды эти стволовые клетки могут помочь людям, борющимся с бесплодием, произвести на свет здоровых детей. Конечно, есть также важные этические соображения, которые необходимо тщательно учитывать. Он отмечает, что этот метод может повлиять на человеческую жизнь на уровне поколений. И многие люди также обеспокоены другими последствиями в будущем, такими как способность создавать «дизайнерских младенцев» или производить потомство из волос, украденных у ничего не подозревающих знаменитостей. Необходимо начать прорабатывать медицинские и юридические вопросы, связанные с этим методом, сейчас, прежде чем он станет жизнеспособным.
Очевидно, существует необходимость в создании детей данный способом, но поскольку мы действительно имеем дело с очень уникальным типом клеток… нам нужно быть осторожными.
