Бесплодие и стволовые клетки. Новый прорыв в лечении бесплодия: сперматозоиды и яйцеклетки из стволовых клеток Выращивание сперматозоида из стволовых клеток человека

30 Октября 2009

От бесплодия спасут искусственные половые клетки
Алексей Тимошенко, GZT.ru

Биологам впервые удалось получить половые клетки из эмбриональных стволовых. Это крайне важный шаг в получении искусственной спермы и яйцеклеток, ведь в перспективе именно с их помощью будут лечить бесплодие.

Группа ученых из Стэнфордского университета (США, штат Калифорния) опубликовала в журнале Nature , в которой рассказала о получении из эмбриональных стволовых клеток человеческих гамет – половых клеток. Об их непосредственном применении в репродуктивной медицине говорить преждевременно, хотя теоретически работа биологов может привести к радикальному решению проблемы бесплодия.
Бесплодие: окончательное решение вопроса?

Бесплодие у человека может быть вызвано целым рядом причин. Сложный и деликатный процесс формирования яйцеклеток и сперматозоидов зависит от сотен, если не тысяч факторов, и в настоящее время далеко не всегда удается справиться с его нарушениями.

Открытие стволовых клеток и последующее изучение их свойств дает определенную надежду на решение деликатной проблемы. Стволовые клетки могут неограниченно делиться и впоследствии приобретать различную специализацию, давая начало самым разным тканям и органам. Так почему бы их не использовать и для получения в лабораторных условиях половых клеток? Ведь репродуктивные органы формируются в конечном итоге всего из их нескольких штук!

Если в пробирке удастся вырастить из стволовых клеток сперматозоиды или яйцеклетку, главное – чтобы будущая мама смогла выносить подсаженный в матку эмбрион. Или можно прибегнуть к суррогатному материнству: тогда детей смогут иметь даже те пары, которые столкнулись с самыми тяжелыми нарушениями репродуктивной функции – отсутствием матки, яичников или семенников.

Впрочем, выращивать яйцеклетки и сперматозоиды из клеток, которые изначально половыми не являются, только предстоит научиться. Еще нужно будет понять, как перепрограммируется стволовая клетка, изучить возможные риски, отработать множество разных методов – именно над этими проблемами сейчас и работают ученые.
Прогресс не стоит на месте

О работах в области искусственных гамет в GZT.RU уже рассказывалось: летом 2009 года ученым из США удалось вырастить яйцеклетку из незрелого фолликула (пузырька внутри яичника, где формируется яйцеклетка в нормальных условиях), а их британские коллеги даже прошли весь путь, от стволовой клетки до сперматозоида.

И вот сделан новый шаг. Калифорнийская группа исследователей идентифицировала гены, воздействуя на которые удалось направить стволовые клетки по пути формирования гамет. Гены, обозначенные как DAZ и BOULE, оказались необходимы для мейоза – специфического для образования половых клеток процесса.

Обычные клетки делятся митозом: пополам и с получением каждой дочерней клеткой двойного комплекта ДНК. Половые же клетки образуются путем мейоза – делением два раза подряд с получением в итоге четырех клеток с одинарным комплектом генетического материала. При слиянии сперматозоида и яйцеклетки снова получается клетка, несущая двойной набор ДНК, и в дальнейшем уже она начинает делиться митозом.

Хотя ученые использовали эмбриональные стволовые клетки, прогресс в области получения стволовых клеток позволяет надеяться на то, что со временем удастся отработать и достаточно надежные методики получения стволовых клеток из обычных. В таком случае у пациента можно будет взять крошечный кусочек кожи или иной ткани, выделить из него группу клеток, превратить их в стволовые, потом провести еще одну манипуляцию – и получить сперматозоиды или яйцеклетки.

Описанные многостадийные манипуляции сейчас кажутся крайне сложными. Ученые подчеркивают, что их работа «значительна с точки зрения дальнейших научных исследований в этой области», и только потом добавляют осторожное: «И потенциальных клинических применений». Подводных камней на пути решения проблемы бесплодия еще очень много, но движение вперед продолжается, и это исследование – тому наглядное свидетельство.

назад

Читать также:

08 Июля 2009

Сперма из стволовых клеток

Британские исследователи создали стратегию получения в пробирке мужских сперматогенных клеток-предшественниц (germline stem cells – GSCs) из человеческих эмбриональных стволовых клеток.

читать 15 Апреля 2009

Сперма-рекордсмен

По словам врачей американской клиники, проводивших процедуру ЭКО, 22 года между моментом сдачи образца спермы в 1986 году и оплодотворением в 2008 – это мировой рекорд.

читать 06 Апреля 2009

Мужская контрацепция: надо расслабить хвостик

Белок CATSPER1 – часть ионного канала, запускающего внутрь клетки ионы кальция. В результате хвостик сперматозоида начинает биться с усиленной энергией. В отсутствие этого белка сперматозоиду просто не хватает сил, скорости и подвижности оплодотворить яйцеклетку. Это же состояние Смит и его коллеги предлагают вызвать искусственно, заблокировав кальциевые каналы с помощью лекарственных препаратов.

читать 24 Октября 2008

Что влияет на качество спермы

Для мужчин есть две новости: плохая и хорошая. Плохая состоит в том, что на качество спермы влияет практически все, хорошая – все поправимо.

читать 14 Июля 2008

Хотите детей? Боритесь с ожирением!

Для мужчин, страдающих ожирением, характерен малый объем семенной жидкости и повышенное относительное содержание аномальных сперматозоидов.

В журнале Cell Stem Cell группы китайских ученых. По словам авторов, им удалось впервые в истории получить «в пробирке» сперматозоиды из стволовых клеток. Основные авторы статьи Цюань Чжоу, Мэй Ван, Янь Юань, Сяоян Чжао, Цзяхао Ша и Ци Чжоу. Работают исследователи в лаборатории стволовых клеток и репродуктуивной медицины Института зоологии Китайской академии наук в Пекине и лаборатории репродуктивной медицины Нанкинского медицинского университета.

Заставить стволовые клетки дифференцироваться в соматические клетки определенного типа всегда непростая задача, а уж получить из них половые клетки особенно сложно. Достижения пока невелики. В 2003 году в Пенсильванском университете из стволовых клеток были получены яйцеклетки мышей, но из этих яйцеклеток не смогли получить развивающиеся эмбрионы. В 2012 году также из мышиных эмбриональных стволовых клеток исследователи из Университета Киото получили яйцеклетки и добились рождения из них здоровых мышат. Наконец, в 2014 году ученые из Кембриджского университета и израильского Института Вейцмана сумели получить клетки-предшественники половых клеток человека из клеток кожи, при помощи регуляции работы определенных генов, но по причинам этического и юридического характера не стали продолжать эксперимент.

Со сперматозоидами успехи еще скромнее, чем с яйцеклетками. Команда из Университета Киото в 2011 году смогла из стволовых клеток получить клетки, похожие на предшественники сперматозоидов, но добиться, чтобы эти клетки прошли весь дальнейший путь превращения в сперматозоиды, им не удалось.

Теперь же китайские ученые сообщают, что сумели не только заставить клетки пройти полный цикл сперматогенеза, но и вырастили в результате сперматозоиды, которыми экстракорпорально оплодотворили лабораторных мышей и получили от них здоровое потомство (мышата на заглавной иллюстрации). Достижение это настолько впечатляет, что даже не все специалисты верят, что оно осуществилось в полной мере. Если же дела обстоят действительно так, как сообщается в публикации, то надо признать, что ее авторы станут вероятными кандидатами на получение Нобелевской премии.

Почему же сделать из стволовых клеток клетки половой линии особенно сложно? Чтобы понять это, давайте посмотрим, как образуются сперматозоиды в живом организме. Напомним в начале, что большинство клеток организма (соматические клетки) при делении удваивают свои хромосомы, которые затем расходятся поровну по двум возникающим клеткам. Такой тип деления называется митозом. А половые клетки возникают в результате мейоза, при котором новые клетки получают только половину наследственной информации родительской клетки.

Источником будущих сперматозоидов служат первичные половые клетки (гоноциты). Они возникают еще у эмбриона, не имеющего пока половых желез. Поэтому местом из первичного обитания служит желточный мешок - эмбриональный орган, который у человека работает до конца первого триместра беременности, а потом редуцируется. Образовавшись в желточном мешке, гоноциты потом совершают миграцию через его стенки и попадают туда, где начинают формироваться половые железы. Там они остаются до наступления пубертатного возраста, когда и начинается собственно сперматогенез - образование сперматозоидов.

В мужских семенных железах образование сперматозоидов происходит в семенных канальцах, общая длина которых в организме достигает километра. Созревающие сперматозоиды располагаются на стенках этих канальцев вместе с клетками Сертоли - соматическими клетками, обеспечивающими питание созревающих сперматозоидов и доставку необходимых для этого процесса гормонов. На созревание сперматозоида человека требуется 72 дня. В начале этого процесса гоноцит, сохранившийся с того времени, как организм был эмбрионом, делится митотически, то есть без уменьшения числа хромосом. У двух получившихся клеток разная судьба. Только одна из них превратится в сперматозоид, а вторая так и останется гоноцитом, так что число гоноцитов со временем не сокращается (то есть растратить весь запас сперматозоидов человек никогда не сможет).

Проследим судьбу будущего сперматозоида дальше. Клетка еще три - пять раз поделится митозом, а затем наступит пора двух мейотических делений. Перед первым мейозом клетку называют сперматоцитом первого порядка, перед вторым - сперматоцитом второго порядка, а по завершении второго мейоза - сперматидом. За это время делящиеся клетки при помощи клеток Сертоли постепенно перемещаются из толщи стенки семенного канальца к его просвету. Есть тут и еще одна хитрость: во время миотозов и даже после первого мейоза клетки при делении не отрываются друг от друга полностью, а остаются связанными цитоплазматическими мостиками. Это нужно, во-первых, для обеспечения высокой синхронности деления, а во-вторых, из-за того, что многие белки, задействованные в сперматогенезе, связаны с генами, которые расположены на половых хромосомых (и на X, и на Y), а после мейоза, как мы помним, в клетке останется только одна из этих хромосом.

После второго мейоза сперматид приобретает характерную форму. У него почти полностью исчезает цитоплазма, зато образуются важные для сперматозоида органы: жгутик для движения и акросома, которая в будущем должна помочь ему растворить оболочку яйцеклетки. После этого будущий сперматозоид должен еще дозреть, и лишь после этого он будет готов к использованию. Также для нормального развития эмбриона после оплодотворения важно, чтобы хромосомы в сперматозоидах имели определенный «профиль метилирования», то есть к определенным участкам молекулы ДНК присоединены метильные группы (CH 3), которые влияют на работу генов.

Ученый, желающий получить сперматозоиды из стволовых клеток в лаборатории, должен ухитриться воспроизвести все необходимые условия разных стадий сперматогенеза, заставить включаться и выключаться в нужный момент определенные гены, обеспечить необходимые гормоны (опять-таки на разных стадиях - разные), контролировать характеристики среды, в которой растут клетки.

Чтобы добиться успеха, китайские исследователи применили ряд цитокинов , которые близки сигнальным молекулам, определяющим развитие эмбриона на начальных стадиях. В результате взятые для эксперимента эмбриональные стволовые клетки мышей удалось дифференцировать в эпибластоподобные клетки, то есть похожие на клетки желточного мешка, а затем и в гоноцитоподобные клетки. В дальнейшем авторы работы выращивали гоноцитоподобные клетки вместе с клетками эпителия семенных желез новорожденных мышей. Такой состав среды, по их мнению, наиболее точно воспроизводит ситуацию в семенных железах живой мыши. Затем в эту среду надо было добавлять вещества, которые направляли развитие гоноцитоподобных клеток в нужную сторону, а также необходимые гормоны. По словам авторов, им пришлось проделать сотни экспериментов, прежде чем они подобрали все нужные компоненты и установили необходимый порядок этих действий. Им удалось вовремя заставить клетки перейти от митоза к мейозу.

Схема эксперимента

Итогом всей этой работы стали все-таки не сперматозоиды в полном смысле слова, а похожие на незрелые сперматозоиды клетки, лишенные жгутика и акросомы. Зато у них сохранялись клеточные органы, которые у нормальных сперматозоидов отсутствуют. Все развитие клеток от гоноцитоподобных до сперматидоподобных занимает 14 дней.

Сперматидоподобные клетки, полученные китайскими учеными

Самостоятельно такие клетки не смогли бы оплодотворить яйцеклетку, но ученые применили метод ICSI (intracytoplasmic sperm injection) - интрацитоплазматической инъекции сперматозоида в яйцеклетку. В данном случае сперматозоид попадает прямо в цитоплазму яйцеклетки при помощи специальной иглы. Оплодотворенные полученными клетками яйцеклетки были имплантированы в матку мыши, и в итоге родились шесть мышей. Сейчас они уже сами произвели потомство.

Часть ученых воспринимает сообщение об этом открытии с большим скептицизмом. Митинори Саитоу, который возглавляет группу Университета Киото, впервые получившую гоноцитоподобные клетки, отмечает, что ряд моментов в статье показали ему странными. Например, китайские исследователи культивировали клетки при температуре 37° C, что примерно на три градуса выше температуры, при которой происходит нормальный сперматогенез. Также он отмечает, что в гоноцитоподобных клетках, полученных в Китае, не отмечается всех белков, необходимых для данного типа клеток, что ставит под сомнение возможность вырастить из них сперматозоиды. Вызывает сомнение неожиданное ускорение развития клеток. Как уже говорилось, в клеточной культуре сперматидоподобные клетки были получены за 14 дней, тогда как в живой мыши этот процесс занимает больше четырех недель. Такехико Огава, специалист по биологии развития из Университета Иокогамы, намерен повторить эксперимент китайских ученых с целью проверки их результатов. Один из руководителей китайского коллектива, Ци Чжоу, в ответ на такие намерения утверждает, что протокол их эксперимента вполне воспроизводим в других лабораториях. Сами же китайские исследователи планируют перейти к экспериментам на человеческих стволовых клетках.

Даже при условии, что полученные результаты окажутся воспроизводимыми, клиническая перспектива нового метода остается далекой. Различие между человеком и мышью довольно значительны, и выявленный «рецепт» выращивания сперматозоидов из стволовых клеток мыши для человеческих сперматозоидов не подойдет.

Ученым из Йокогамы удалось ранее невозможное: вырастить жизнеспособные искусственные сперматозоиды. Половые клетки "из пробирки" помогут бесплодным парам, где мужчина страдает некроспермией, завести детей. Этот недуг часто является результатом облучения - так что для Японии, пережившей трагедию "Фукусимы", данная проблема может стать особенно актуальной.

Недавно японские ученые из Университета Йокогамы опубликовали результаты своих последних экспериментов по созданию искусственных сперматозоидов. По их заявлению, испытания прошли успешно - большинство получившихся мужских половых клеток были абсолютно "работоспособны", и когда их "познакомили" с яйцеклетками, то сразу же приступили к оплодотворению. Причем дети, получившиеся в результате подобного процесса, родились совершенно здоровыми.

Правда, сразу хочу огорчить тех, кто подумал, что теперь-то мужчины уж точно будут лишними на нашей планете - речь идет не о человеческих, а о мышиных сперматозоидах. Да и искусственными на самом деле их назвать достаточно сложно - ведь данные половые клетки не были созданы людьми, словно знаменитая микоплазма Крейга Вентера, от начала и до конца. Они были выращены из предшественников мужских половых гамет (сперматоцитов первого порядка), однако это произошло не в организме мышей-самцов, а в лабораторных условиях (или, как говорят неспециалисты, "в пробирке").

До сих пор подобного не удавалось достичь вне живого организма. Сперматоциты первого порядка в искусственных условиях чувствовали себя хорошо, но вот делиться с помощью мейоза (деления, в результате которого из клеток с двойным набором хромосом получаются таковые с одинарным) никак не желали. А если вдруг и начинали, то делали это, что называется, "вкривь и вкось", в результате чего 80% получившихся сперматозоидов оказывались непригодными к оплодотворению, а оставшиеся, хоть и могли сделать это, но все же приводили к рождению мышат с разными генетическими дефектами.

Почему преодолеть "мейозный барьер" оказалось так сложно? Для того, что бы понять это, следует вспомнить, что представляет собой данная разновидность деления. Как мы помним, перед делением обычной клетки ее набор хромосом удваивается, и непосредственно перед процессом становиться не двойным, а четверным. После чего клетка делится на две, каждая из которых содержит двойную порцию хромосом.

А вот при мейозе все происходит куда сложнее - сначала сперматоцит первого порядка делиться как обычная клетка, на два сперматоцита второго порядка, которые, как им и положено, обладают двойным набором хромосом. Практически сразу, не удваивая своего ДНК, они делятся на четыре сперматозоида с одинарной порцией наследственного вещества у каждого. При этом все это происходит, что называется, "на автомате", ведь никакого генетического контроля со стороны клеточного ядра при его делении быть не может (с ДНК, которая свернута в хромосому, невозможно считать информацию).

А если дело обстоит так, то все внешние условия, в которых происходит этот сложный процесс, должны быть абсолютно стабильными. Любое изменение температуры, влажности или кислотности сразу же приведет к нарушению работы механизма деления, а то и к полной остановке сперматогенеза. Именно поэтому долгое время и не удавалось запустить мейоз "в пробирке" - даже при современных технологиях ученым достаточно сложно соблюдать данное правило. Однако аккуратным и пунктуальным японским эмбриологам, судя по всему, это удалось.

Группа ученых во главе с доктором Такехико Огава для проведения эксперимента воспользовались клеточной культурой, взятой из семенников лабораторных мышей. Поскольку она храниласьв замороженном виде, сначала пришлось аккуратно и медленно разморозить их, после чего они были помещены в идеально подобранные условия, напоминавшие таковые внутри половых желез грызунов. Процесс "созревания" сперматозоидов длился достаточно долго - около 2-х месяцев (в организме мышей это происходит быстрее). Из полученных гамет больше половины оказались абсолютно нормальными.

После этого получившихся "микрофранкенштейнов" ввели самкам мышей, которые сразу же забеременели. В итоге все они родили здоровых мышат, которые, как это выяснилось впоследствии, также произвели на свет абсолютно здоровое потомство. Это говорит о том, что эксперимент по созданию искусственных сперматозоидов увенчался полным успехом.

Исследователи считают, что через какое-то время будет вполне возможно создавать таким же образом искусственные сперматозоиды человека. Это поможет бесплодным парам, где мужчина страдает некроспермией (дефект организма, при котором сперматогенез идет не правильно и гаметы получаются нежизнеспособными) наконец-то завести детей. Кстати, поскольку некроспермия часто является результатом радиоактивного облучения, для нынешней Японии, пережившей катастрофу на АЭС "Фукусима", эта проблема может стать особенно актуальной.

Однако данный метод позволяет получать искусственные сперматозоиды из их предшественников, то есть из половых клеток. Но если вдруг и они в человеческом организме окажутся дефектными? Можно ли будет сделать гаметы из обычных клеток организма. Многие эмбриологи считают, что да.

Два года назад сотрудникам Медицинской школы Стэнфордского университета (США) уже удалось "уговорить" эмбриональные стволовые клетки человека стать клетками-предшественниками яйцеклеток и сперматозоидов. Группа эмбриологов под руководством доктора Рене Рейхо Пера обработали стволовые клетки, полученные из человеческих эмбрионов белками, которые стимулируют образование гамет. Кроме того, В дополнение к этому стволовые клетки были избавлены от метильных групп своих ДНК, которые наделяют их конкретными чертами, препятствующими способности клеток становиться предшественниками гамет.

Одновременно ученым удалось стимулировать работу генов DAZ и BOULE, которые как раз и регулируют процесс образования половых клеток. В результате одновременная высокопродуктивная работа всех этих генов позволила эмбриологам создать клетки с одинарным набором хромосом, то есть практически сперматозоиды и яйцеклетки. Правда, настоящими мужскими гаметами в итоге стали лишь 2% стволовых клеток, а нормальную яйцеклетку получить так и не удалось.

Британские и израильские исследователи смогли получить в лабораторных условиях предшественников человеческих яйцеклеток и сперматозоидов, пользуясь при этом клетками кожи, которые они репрограммировали в стволовое состояние. Разработка эта является очередным шагом в направлении излечения бесплодия, невзирая на то, что итоги их могут привести к серьезным законодательным проблемам и противоречиям.

Во время эксперимента ученые сумели на человеческих клетках воспроизвести процедуру, которую ранее разработали на клетках мышей. Во время нее ИПСК, или индуцированные стволовые плюрипотентные клетки, были предварительно репрограммированы в клеточное стволовое состояние. Они были способны дифференцироваться практически во всякий клеточный тип. Их применяли для получения яйцеклеток со сперматозоидами, которые затем можно подвергать операции искусственного оплодотворения в целях рождения ребенка.

Еще в 2012-м году Митинори Саиту , сотрудник японского Университета Киото и специалист в сфере стволовых клеток, создал вместе с коллегам первые искусственные половые примордиальные клетки, являющиеся предшественниками человеческих половых клеток. Эти специфические клетки возникают на стадии эмбрионального развития. Именно они и дают старт яйцеклеткам или сперматозоидам. Саиту сделал их «в пробирке», пользуясь клетками кожи, которые репрограммировал при помощи технологии ИПСК в состояние, подобное эмбриональному. Исследователи сумели добиться аналогичных результатов, пользуясь эмбриональными стволовыми клетками, или ЭСК.

Клетки, которые получил Саиту, оказались неспособными к делению далее стадии предшественников. Невзирая на это, он выявил, что, если поместить клетки-предшественницы в мышиные семенники, это поспособствует формированию из них сперматозоидов. Помещение же их в яичники приведет к развитию функциональных яйцеклеток. Оба созданные типа половых клеток вполне реально применять для процедуры ЭКО, или экстракорпорального оплодотворения.

Попытки получить подобные функциональные человеческие гаметы привели к созданию подобных ППК клеток. Их эффективность, или уровень создания половых клеток из стволовых, оказалась довольно низкой. Это и явилось препятствием к дальнейшему развитию исследований. Более того, предыдущий подход предполагал внедрение генов, в связи с чем применение клеток в клиниках становилось невозможным.

Теперь же группа, которой руководили Азим Сурани из Великобритании, Университета Кембриджа, и Джакоба Ханна из Израиля, Института Наук Вейцмана, смогли воспроизвести на человеческих клетках «первую половину» (invitro) эксперимента Саиту.

Эффективность - на высоте

Ключом к успеху исследователей стало выявление корректной стартовой точки. Ведущей проблемой в повторении успеха с человеческими клетками были немалые различия между мышиными и человеческими ЭСК. Клетки грызунов достаточно «наивны»: перенаправить их на желаемый путь дифференцировки очень легко. Человеческие же клетки более «подготовлены» и в меньшей степени адаптируемы.

Ханна все же смог понять, что преодолеть данные различия вполне реально, просто «подкорректировав» клетки. Об этом он и его коллеги рассказали в публикации от 2013-го года. Ученые создали методику преобразования человеческих ЭСК в наивные, как у грызунов. Ученый говорит, что, используя данные клетки с протоколом Саиту, они сразу же получили высокоэффективные ППК.

Ханна и Сурани в сотрудничестве применяли женские и мужские ИПСК и ЭСК, чтобы получить клетки, являющиеся предшественницами гамет, с эффективностью от 25 до 40 процентов.

Амандер Кларк , эксперт из Калифорнийского Университета по биологии репродукции, отмечает, что особенно любопытен тот факт, что лаборатории Ханна и Сурани отыскали методику генерации половых прогениторных клеток с максимальной эффективностью.

У полученных ими клеток есть огромное количество меток ППК. Например, у них схожи эпигенетические паттерны. Эти химические хромосомные модификации влияют на экспрессию генов. Группа исследователей сопоставила белковые маркеры искусственных и естественных половых примордиальных клеток (полученных из абортивных плодов). Было выявлено значительное их сходство.

Как говорит Саиту, они предпримут дополнительные попытки к пониманию и контролю процесса получения клеток. Например, вполне вероятно, что в человеческих клетках ключевым является белок SOX17, в то время, как у мышек - белок Sox2.

Очередным этапом работы на грызунах оказалось внедрение в яичники или семенники животных искусственных ППК, чтобы развить их в половые функциональные клетки.

Правда, Ханна отмечает, что ни он, ни его коллеги пока не готовы к таким экспериментам на людях. Прочие ученые согласны, что для внедрения в человечески организм искусственных ППК слишком многое пока неизвестно.

Как полагает Ханна, исследователи думают и о возможности инъецировать искусственные человеческие ППК в яичники или семенники мышей или прочих животных. Вероятно, они попробуют поэкспериментировать и на приматах. По мнению ученого, продолжение экспериментов Саиту и иных коллег над завершением процедуры развития мышиных яйцеклеток и сперматозоидов в культуре способен сформировать подход, подкорректировать который можно будет и для людей.

Ханна говорит, что пока размышляет на эту тему. Он хочет посмотреть на реакцию научного сообщества после публикации материалов.

Кларк полагает, что требуется законодательство, которое касается экспериментов с клетками человека, чтобы продвигать технологию в клиники и дать некую возможность восстановить фертильность части стерильных женщин и мужчин. Скажем, в США на законодательном уровне запрещено федеральное финансирование проектов, создающих в целях проведения исследований человеческих эмбрионов. А ведь именно это может потребоваться для тестирования новой методики. Ограничения, по мнению Кларка, требуется сдвинуть, заменив универсальным руководством по этичности и безопасности исследований.

Можно надеяться, что когда-либо из клеток кожи стерильной женщины можно будет получить яйцеклетки, а также аналогичным способом получить сперматозоиды из организма стерильного мужчины.

Мечты о выращивании яйцеклеток и сперматозоидов за пределами тела человека пока остаются лишь мечтами. Хотя в работе с грызунами прогресс более значительный, нежели с людьми, даже с мышами повторять достигнутые ранее успехи ученым невероятно трудно.

Суть исследований заключается в том, чтобы некогда применять эту методику для людей, не способных иных путем иметь детей. Речь идет об извлечении из их организма клеток, получении из них при помощи терапевтического клонирования стволовых клеток и формировании затем яйцеклеток или сперматозоидов.

Возможность получения яйцеклетки лабораторным методом могла бы решить и иную значительную проблему, появляющуюся при применении терапевтического клонирования. Мы говорим о невероятной потребности в яйцеклетках.

Американские исследователи еще в 2003-ем году получили из мышиных стволовых клеток подобие яйцеклеток. А японские ученые получили клетки спермоподобные. Для этого им не нужны были какие-либо особенные ухищрения. Стволовые клетки можно было легко дифференцировать в разные виды клеток. Некоторые из них развились и в зародышевые гаметы.

Тогда же руководимая Джорджем Дэйли группа ученых в Бостонской Гарвардской медицинской школе (США) предприняла попытки к введению полученных из стволовых клеток зародышевых клеток в рядовую яйцеклетку мыши. Они смотрели, смогут ли ее оплодотворить. До двуклеточной стадии смогла дойти половина полученных эмбрионов, а до зародышевого пузыря - пятая их часть.

Правда за два года по итогам пересадки самке мыши данного зародышевого пузыря беременность ни разу не развивалась. Сообщил об этом Пол Леру , один из членов данной группы.

Австралийская же группа Орли Лачам-Каплана из университета Монаш на конференции рассказала, что сначала они предприняли попытки к получению яйцеклетки мыши тем же методом, безуспешно применяемым командой Леру в 2003-ем году. Австралийцы смогли преуспеть при помощи полученных от грызуна препубертатного возраста образцов. Лачам-Каплан заверяет, что они пытаются воспроизводить и естественные факторы роста.

Вполне вероятно, что в скором времени попытки получения яйцеклеток и сперматозоидов окажутся в области исключительно академического интереса. Ведь множество препятствий пока еще не преодолели.

не касается это лишь столь оригинальных личностей мира науки, как Северино Антинор . Этот противоречивый персонаж занимается проблематикой оплодотворения и сейчас перебрался в Москву, где его деятельность не находится под запретом. Он уже сообщил журналистам, что именно здесь смог помочь троим мужчинам, не способным к производству сперматозоидов. Он взял из донорских клеток стволовые клетки и затем ввел их пациентам в яичники.

Если это и так, то процедура эта очень опасна стволовые клетки у мышей вызывают тератому, злокачественную опухоль. Как утверждает Антинори, признаков рака биопсия не выявила. Зато некие участки яичек смогли регенерировать, хотя сперма ни у одного из мужчин образовываться не начала. По его словам, далее он планирует получать зародышевые клетки методом Дэйли и Афлатуняна, вводя их вместо стволовых клеток в яички.

Учёные давным-давно пытаются искусственным путём получить мужские половые клетки. Особенно много попыток делается специалистами, работающими со стволовыми клетками. Кажется, им наконец-то удалось заполучить «работающий образец».

Идея создания сперматозоидов путём дифференциации эмбриональных стволовых клеток (ЭСК) появилась тогда, когда учёные научились мало-мальски контролировать природные процессы выбора клеткой своей последующей функции. Цель была ясна: решить таким образом проблему мужского бесплодия раз и навсегда.

Поначалу генетики тренировались на мышах. Довольно быстро они показали, что из стволовых клеток действительно можно получить подобие естественного сперматозоида. Чуть позже, что такие «искусственники» могут оплодотворить обычную яйцеклетку.

Первое время полученные эмбрионы уничтожали на стадии бластоцисты , но Карим Найерния (Karim Nayernia) из университета Ньюкасла продолжил исследования и дал эмбрионам развиться во взрослое животное. В 2006 году в его лаборатории родились семеро «стволовых» мышат, которые прожили около пяти месяцев.

Проблема заключалась в том, что в процессе получения искусственной спермы была заблокирована работа некоторых жизненно важных генов.

Однако Карим обошёл все препятствия, поместив в яички мышей сперматогониальные клетки (переходное звено между стволовыми клетками и сперматозоидами), до того как они «дозрели». «В результате мы получили нормальную сперму», — рассказывает Найерния.

Стволовые клетки спермы, обладающие полным набором хромосом, обычно присутствуют в яичниках мужчин. Там они постоянно пополняют запас сперматозоидов, в их составе только 23 хромосомы (иллюстрация с сайта newscientist.com).

После этого британский учёный продолжил работу, но теперь уже со стволовыми клетками костного мозга человека, и в 2007 его научная группа доложила о первых положительных результатах: сперматогониальные клетки были получены из стволовых клеток костного мозга (то есть их вернули к состоянию эмбриональных, а затем заставили дифференцироваться по новому пути).

На тот момент Карим не смог довести дело до конца лишь чуть-чуть: учёным не удалось взрастить из «переходных» сперматозоидов нормальных продолжателей рода.

Точно не известно, что произошло далее, но немногим позже эта же группа исследователей переключилась на эмбриональные стволовые клетки. И вот теперь генетики докладывают о том, что им удалось создать из них полноценные человеческие сперматозоиды.

Поначалу под воздействием специально подобранных веществ мужские ЭСК превратились в клетки зародышевой линии, чуть позже сперматогониальные клетки, которые поделились на сперматоциты с 23 хромосомами, дали начало зрелым сперматозоидам.

Сейчас Найерния и его коллеги проверяют, насколько жизнеспособны данные «искусственники». В частности, генетики хотят выяснить, будут ли с ними те же проблемы, что и с первыми мышиными сперматозоидами (блокировка генов).

По мнению некоторых оппонентов Карима, то, что полученные клетки отрастили себе «хвосты» и могут передвигаться, вовсе не означает, что они нормальные. Впрочем, они, кроме того, обладают 23 хромосомами и белками для инициирования оплодотворения яйцеклетки (фото Newcastle University).

Если всё пойдёт не так гладко, как хотелось бы, то исследователи попытаются создать искусственные мужские яички, в которых можно было бы дорастить сперму до нормального состояния.

Что же касается женских ЭСК, то тут на пути учёных встали другие, более сложные препятствия: у полученных переходных клеток не хватало генов, которые позволили бы сперме созреть до нормального конечного состояния.

Для того чтобы вырастить сперматозоид по новой методике, учёным достаточно трёх месяцев.