Naukowcom udało się przeprogramować komórki macierzyste w komórki progenitorowe plemników

Naukowcy od dawna próbują produkować plemniki i jajeczka w laboratorium. Pozwoliłoby im to nie tylko lepiej zrozumieć jeden z najbardziej podstawowych procesów biologicznych, ale także potencjalnie opracować nowe sposoby pomocy niepłodnym parom. Wykorzystując komórki macierzyste zarodka, które teoretycznie są zdolne do przekształcenia się w dowolny typ komórek, kilka grup badawczych poczyniło pewne postępy w ostatnich latach, ale nikomu nie udało się wyprodukować żywotnych komórek płciowych.

Naukowcy z Uniwersytetu w Kioto niedawno znaleźli sposób na przeprogramowanie mysich komórek macierzystych zarodka w komórki prekursorowe plemników i, wykorzystując powstałe plemniki, wyhodowanie normalnych myszy. Ich badania mogą ostatecznie doprowadzić do nowych metod leczenia męskiej niepłodności. Jednak, według lidera zespołu, biologa Mitinori Saitou, wymagałoby to rozwiązania kilku „bardzo trudnych” kwestii technicznych i etycznych.

Jak wiadomo, plemniki i komórki jajowe rozwijają się z pierwotnych komórek rozrodczych (PGC). Pierwotne komórki rozrodcze powstają na wczesnych etapach embriogenezy z masy komórek zwanej epiblastem. Kilka lat temu naukowcy nauczyli się pobierać komórki epiblastu z zarodka myszy i przekształcać je w komórki macierzyste epiblastu, które są zdolne do długotrwałej regeneracji w laboratorium. Naukowcy mieli nadzieję, że takie komórki można będzie wykorzystać do uzyskania pierwotnych komórek rozrodczych, a ostatecznie plemników i komórek jajowych. Jednak pomimo lat eksperymentów nikomu się to jeszcze nie udało. Japońscy naukowcy doszli do wniosku, że gdy komórki macierzyste epiblastu uzyskane w laboratorium nabierają zdolności do długiego wzrostu, tracą zdolność do tworzenia komórek rozrodczych.

Zmieniając więc podejście, postanowili hodować mysie komórki macierzyste zarodkowe w koktajlu czynników wzrostu, aby uzyskać komórki podobne do komórek epiblastycznych, które żyją tylko kilka dni. Naukowcy odkryli, że 2-dniowe komórki można wykorzystać do uzyskania komórek podobnych do pierwotnych komórek rozrodczych. Po wstrzyknięciu do jąder myszy, które nie były w stanie produkować własnych plemników, te pierwotne komórki macierzyste dojrzewały do plemników, które skutecznie zapłodniły jaja w eksperymentach in vitro. Naukowcy wszczepili powstałe zarodki matkom zastępczym, które wyprodukowały normalne potomstwo. Myszy urodzone w ten niezwykły sposób wyrosły na płodne samice i samce, a później również wyprodukowały zdrowe potomstwo. W podobny sposób płodne potomstwo można uzyskać z indukowanych pluripotentnych komórek macierzystych (iPSC) zróżnicowanych z dorosłych komórek skóry.

„Wszystko, co mogę powiedzieć, to wow! To przełom!” – powiedziała Orly Lacham-Kaplan, biolog rozrodu z Monash University w Australii.

Praca dostarcza dowodów, „że pierwotne komórki rozrodcze pochodzące z komórek macierzystych zarodka mogą rozwinąć się w funkcjonalne komórki rozrodcze” — mówi Amander Clark, biolog z University of California w Los Angeles, który nazywa pracę japońskich badaczy „decydującym przełomem w naszym zrozumieniu tego, jak rozwijają się komórki rozrodcze”.

Saito mówi, że wciąż jest wiele przeszkód do pokonania. Chcieliby się nauczyć, jak przeprowadzić cały proces produkcji dojrzałych plemników bezpośrednio w laboratorium, zamiast wstrzykiwać do jąder komórki płciowe przypominające komórki pierwotne, aby dojrzały. Innym celem jest produkcja jajeczek in vitro, nie tylko w celu zrozumienia samego procesu, ale także w celu ewentualnej próby pomocy bezpłodnym kobietom. Ale najpierw, aby przenieść swoje wyniki do kliniki, muszą ustalić, czy „przepis”, który odkryli, który okazał się tak skuteczny w przypadku komórek macierzystych myszy, zadziała w komórkach ludzkich.

[ 1 ], [ 2 ]