Детки из клетки

Ученые продвинулись в решении проблемы бесплодия

Проблема бесплодия скоро уйдет в прошлое: ученые нашли способ, которым из эмбриональных стволовых клеток можно получить половые клетки.

По данным Всемирной организации здравоохранения, около 8% супружеских пар в течение репродуктивного периода жизни сталкиваются с проблемой бесплодия. Согласно определению медиков, супружескую пару считают бесплодной, если беременность у женщины не наступает в течение года регулярной половой жизни (при которой половые контакты происходят не реже 1 раза в неделю) без использования средств и методов контрацепции. Процесс формирования половых клеток — сперматозоидов и яйцеклеток — является очень сложным и не до конца изученным. Нарушение этого процесса и является причиной бесплодия примерно в половине случаев. Последние достижения ученых позволяют надеяться на то, что в ближайшем будущем проблема бесплодия перестанет существовать как таковая.

Сперма будет и у женщин

Первая в мире лабораторная человеческая сперма получена английскими учеными, работающими в Институте изучения стволовых клеток…

Речь идет не о лечении конкретного случая бесплодия, а именно о пути, которым можно обойти эту проблему. Летом английские ученые сообщали о своих достижениях в создании искусственной спермы, что является важным шагом в лечении проблемы мужского бесплодия. Сейчас нового успеха добились ученые из Стэнфордского университета (внесен Минюстом в перечень нежелательных в России организаций) (США).

Они нашли способ, которым из эмбриональных стволовых клеток можно получить половые клетки.

Результаты их работы опубликованы в журнале Nature. Исследование проводилось группой ученых, которую возглавила директор Стэнфордского центра исследования стволовых клеток Рене Рейхо Пера.

Эмбриональные стволовые клетки (ЭСК)

стволовые клетки выделяемые из ранних эмбрионов (а этапе бластоцисты или из полового зачатка 5-ти недельных эмбрионов) или тератокарциномы (опухолевой линии) in vitro. Они обладают рядом уникальных свойств, резко отличающих их от других клеток организма.

.Хотя концепция стволовой клетки была предложена Александром Максимовым в 1908 году для кроветворной ткани, статус большой науки эта область получила в последнее десятилетие ХХ века. Первая попытка лабораторного оплодотворения яйцеклетки млекопитающих датирована 1878 годом. Но лишь в 1959 году в США был получен первый кролик путем искусственного оплодотворения. Первые природные тотипотентные клетки человека оказались в руках экспериментаторов только в начале 60-х годов.

Уникальное свойство эмбриональных стволовых клеток - тотипотентность, то есть способность дать начало, по меньшей мере, 350 различным типам клеток, а также внеэмбриональным тканям (плацента, эмбриональные оболочки) и эмбриону в целом. Но большая часть исследователей считает ЭСК всё-таки плюрипотентны, т.к. на сегодняшний день ещё не удалось получить экстраэмбриональные ткани.

Кроме того, эмбриональная стволовая клетка отличается от других (взрослых) клеток тем, что, теоретически, для нее лимит делений неисчерпаем, и клетка может делиться бесконечно, но без образования злокачественной опухоли. Таким образом, второе важное свойство эмбриональных СК - фактическое бессмертие.

Итак, весьма заманчиво взять стволовую клетку, заставить ее пройти путь дифференцировки, получить из нее готовые ткани (органы) и пересадить их в живой организм. Какие же проблемы возникнут у экспериментатора на пути к осуществлению задуманного?

После того, как «выращен» трансплантат, возникает проблема иммунологической совместимости тканей трансплантата и реципиента. Каждый организм индивидуален и имеет набор генетических маркеров, по которым иммунная система распознает их: «свой» или «чужой».

Решить проблему антигенной несовместимости тканей можно двумя способами: либо внедряя гены будущего реципиента в культуру эмбриональных стволовых клеток на этапе выращивания органа (до сих пор этого никому не удавалось сделать), либо угнетая иммунную систему реципиента с помощью иммуносупрессоров. Последний метод имеет большое количество негативных последствий в связи с риском развития инфекционных осложнений, опухолеобразования и не гарантирует приживление трансплантата. Есть и третий вариант - пересадка трансплантата, который заведомо не столкнется с иммунной системой реципиента, например нейротрансплантация, успешно осуществляемая при болезни Паркинсона (преградой для иммунной системы служит гематоэнцефалический барьер).

Кроме того, у эбриональных стволовых клеток есть ещё одно негативное свойство - давать опухолевый рост при подсадке мышам с дефектной иммунной системой. И хотя работа антигенов тканевой совместимости в эмбриональной ткани снижена (что соответственно, будет давать менее выраженную реакцию отторжения при трансплантации), тем не менее вести речь о введении эмбриональных стволовых клеток следует только после их дифференцировки в специализированные ткани.

В 90-е годы XX века Пера вместе с коллегами выявила гены, которые связаны с мужским бесплодием. В ходе современной работы ученые воздействовали на эмбриональные стволовые клетки человека белками, которые стимулируют образование половых клеток, называющихся также гаметами. После этого, ограждаясь от возможного влияния других факторов, ученые исследовали влияние разных генов на формирование половых клеток человека. Оказалось, что ген DAZL является активным на ранних стадиях гаметогенеза. Гены DAZ1 и BOULE отвечают уже за более позднюю стадию, мейоз — обязательное звено полового процесса и условие формирования половых клеток, при котором происходит деление клеток.

После эксперимента, который продолжался в течение двух недель, около двух процентов стволовых клеток стали гаметами.

Следующим шагом в работе ученых должна стать попытка получить половые клетки из индуцированных плюрипотентных (от латинского pluralis — множественный и potentia — сила, мощь, возможность) стволовых клеток (iPCs), то есть клеток, способных превращаться в любую клетку человеческого тела под действием управляющих сигналов. Успешные эксперименты в этом направлении откроют широкие перспективы: в будущем можно будет взять у человека, например, кусочек его кожи и из него получить сперму, причем независимо от пола донора.

Безусловно, данные исследования позволяют задуматься о скором появлении методики решения проблемы бесплодия. Но вместе с этим перед человечеством встает важная моральная проблема. Достижения биологов, судя по всему, дадут возможность создавать людей «конвейером», и потому уже сейчас некоторые ученые призывают задаться вопросом, что будет, если на планете появится большое количество искусственно созданных людей, не имеющих родителей.