Ученые создали функционирующие сперматозоиды мышей в лаборатории

Китайские исследователи впервые создали функционирующие сперматозоиды мышей в лаборатории. Ученые направили эмбриональные стволовые клетки (ESCs) мышей на путь превращения в функциональные сперматозоидоподобные клетки, которые затем были введены в яйцеклетки и дали плодовитое потомство. Работа, опубликованная 25 февраля в Cell Stem Cell, предлагает платформу для создания сперматозоидов, которая в будущем может быть использована для лечения мужского бесплодия у людей.

"Воспроизведение развития половых клеток in vitro оставалось центральной целью как репродуктивной биологии, так и репродуктивной медицины", — говорит соавтор исследования Цзяхао Ша из Медицинского университета Нанкина. "Мы разработали надежный пошаговый подход, который воспроизводит образование функциональных сперматозоидоподобных клеток в чашке Петри. Наш метод полностью соответствует золотым стандартам, недавно предложенным консенсусной группой репродуктивных биологов".

Бесплодие затрагивает до 15% пар, и примерно в трети случаев причина связана с мужчиной. Одна из главных причин мужского бесплодия — неспособность клеток-предшественников в семенниках пройти мейоз для образования функциональных сперматозоидов.

Для преодоления этого барьера ученые разработали метод на основе стволовых клеток, полностью воспроизводящий мейоз:

1. Мышиные ESCs обрабатывали химическим коктейлем, превращая их в примордиальные половые клетки.
2. Клетки помещали в биологически релевантную среду, имитирующую ткань семенников (с клетками семенников и половыми гормонами, такими как тестостерон).

В этих условиях клетки прошли полный мейоз, образовав сперматозоидоподобные клетки с правильным содержанием ядерной ДНК и хромосом. В качестве окончательного доказательства эти клетки ввели в мышиные яйцеклетки. Полученные эмбрионы развились в здоровое и плодовитое потомство, которое, в свою очередь, дало следующее поколение.

В будущих исследованиях ученые планируют использовать свою платформу для изучения молекулярных механизмов мейоза и испытать подход на приматах. Перед клиническим применением необходимо исключить возможные риски и рассмотреть этические вопросы, связанные с использованием эмбриональных клеток.

"Если метод окажется безопасным и эффективным для людей, наша платформа потенциально сможет генерировать полностью функциональные сперматозоиды для искусственного оплодотворения", — говорит Ша.