Vedcom sa podarilo preprogramovať kmeňové bunky na progenitorové bunky spermií

Vedci sa už dlho snažia produkovať spermie a vajíčka v laboratóriu. To by im nielen umožnilo lepšie pochopiť jeden z najzákladnejších biologických procesov, ale potenciálne aj vyvinúť nové spôsoby, ako pomôcť neplodným párom. Pomocou embryonálnych kmeňových buniek, ktoré sú teoreticky schopné transformácie na akýkoľvek typ bunky, dosiahlo v posledných rokoch niekoľko výskumných skupín určitý pokrok, ale nikomu sa nepodarilo vytvoriť životaschopné pohlavné bunky.

Vedci z Kjótskej univerzity nedávno našli spôsob, ako preprogramovať myšie embryonálne kmeňové bunky na prekurzorové bunky spermií a pomocou výsledných spermií vytvoriť normálne myši. Ich výskum by mohol nakoniec viesť k novým liečebným postupom pre mužskú neplodnosť. Podľa vedúceho tímu, biológa Mitinoriho Saitoua, by si to však vyžadovalo vyriešenie niekoľkých „veľmi zložitých“ technických a etických otázok.

Ako je známe, spermie a vajíčka sa vyvíjajú z primárnych alebo primordiálnych zárodočných buniek (PGC). Primordiálne zárodočné bunky sa tvoria v raných štádiách embryogenézy z masy buniek nazývanej epiblast. Pred niekoľkými rokmi sa vedci naučili odobrať epiblastové bunky z myšieho embrya a transformovať ich na epiblastové kmeňové bunky, ktoré sú schopné dlhodobej regenerácie v laboratóriu. Výskumníci dúfali, že takéto bunky by sa dali použiť na získanie primordiálnych zárodočných buniek a v konečnom dôsledku spermií a vajíčok. Napriek rokom experimentovania sa to však zatiaľ nikomu nepodarilo. Japonskí vedci dospeli k záveru, že keď epiblastové kmeňové bunky získané v laboratóriu získajú schopnosť dlhodobého rastu, strácajú schopnosť tvoriť zárodočné bunky.

Zmenili teda svoj prístup a rozhodli sa kultivovať myšie embryonálne kmeňové bunky v kokteile rastových faktorov, aby získali bunky podobné epiblastovým bunkám, ktoré žijú len niekoľko dní. Výskumníci zistili, že dvojdňové bunky by sa dali použiť na získanie buniek podobných primordiálnym zárodočným bunkám. Po injekčnom podaní do semenníkov myší, ktoré neboli schopné produkovať vlastné spermie, tieto primordiálne kmeňové bunky dozreli na spermie, ktoré úspešne oplodnili vajíčka v experimentoch in vitro. Vedci implantovali výsledné embryá náhradným matkám, ktoré vyprodukovali normálne potomstvo. Myši narodené týmto nezvyčajným spôsobom vyrástli v plodné samice a samce a neskôr vyprodukovali aj zdravé potomstvo. Podobným spôsobom možno získať plodné potomstvo z indukovaných pluripotentných kmeňových buniek (iPSC) diferencovaných z dospelých kožných buniek.

„Môžem len povedať, že je to paráda! Toto je prielom!“ povedala Orly Lacham-Kaplan, reprodukčná biologička na Monash University v Austrálii.

Práca poskytuje dôkazy o tom, „že primordiálne zárodočné bunky odvodené z embryonálnych kmeňových buniek sa môžu vyvinúť na funkčné zárodočné bunky,“ hovorí Amander Clark, biológ z Kalifornskej univerzity v Los Angeles, ktorý prácu japonských výskumníkov nazýva „rozhodujúcim prielomom v našom chápaní vývoja zárodočných buniek“.

Saito hovorí, že stále treba prekonať mnoho prekážok. Chceli by sa naučiť, ako vykonávať celý proces produkcie zrelých spermií priamo v laboratóriu, namiesto toho, aby im do semenníkov vstrekovali primordiálne pohlavné bunky, aby dozreli. Ďalším cieľom je produkovať vajíčka in vitro, nielen aby pochopili samotný proces, ale aj aby sa nakoniec pokúsili pomôcť neplodným ženám. Najprv však musia zistiť, či „recept“, ktorý našli a ktorý sa ukázal ako taký úspešný pre myšie kmeňové bunky, bude fungovať aj v ľudských bunkách.

[ 1 ], [ 2 ]