Zinātniekiem ir izdevies pārprogrammēt cilmes šūnas par spermatozoīdu progenitoru šūnām.

Zinātnieki jau sen cenšas laboratorijā iegūt spermu un olšūnas. Tas ne tikai ļautu viņiem labāk izprast vienu no fundamentālākajiem bioloģiskajiem procesiem, bet arī potenciāli izstrādāt jaunus veidus, kā palīdzēt neauglīgiem pāriem. Izmantojot embrionālās cilmes šūnas, kuras teorētiski spēj pārveidoties par jebkura veida šūnām, vairākas pētniecības grupas pēdējos gados ir guvušas zināmu progresu, taču nevienam nav izdevies iegūt dzīvotspējīgas dzimumšūnas.

Kioto Universitātes zinātnieki nesen ir atraduši veidu, kā pārprogrammēt peļu embrionālās cilmes šūnas spermas prekursoršūnās un, izmantojot iegūto spermu, radīt normālas peles. Viņu pētījumi galu galā varētu novest pie jaunām vīriešu neauglības ārstēšanas metodēm. Tomēr, pēc komandas vadītāja, biologa Mitinori Saitou teiktā, tas prasītu vairāku "ļoti sarežģītu" tehnisku un ētisku jautājumu risināšanu.

Kā zināms, sperma un olšūnas attīstās no primārajām jeb pirmatnējām dzimumšūnām (PGC). Pirmatnējās dzimumšūnas veidojas embrioģenēzes sākumposmā no šūnu masas, ko sauc par epiblastu. Pirms vairākiem gadiem zinātnieki iemācījās ņemt epiblastu šūnas no peles embrija un pārveidot tās par epiblastu cilmes šūnām, kas laboratorijā spēj ilgstoši atjaunoties. Pētnieki cerēja, ka šādas šūnas varētu izmantot, lai iegūtu pirmatnējās dzimumšūnas un galu galā spermu un olšūnas. Taču, neskatoties uz gadiem ilgiem eksperimentiem, nevienam tas vēl nav izdevies. Japāņu zinātnieki ir secinājuši, ka, kad laboratorijā iegūtās epiblastu cilmes šūnas iegūst spēju ilgstoši augt, tās zaudē spēju veidot dzimumšūnas.

Tāpēc, mainot savu pieeju, viņi nolēma kultivēt peļu embrionālās cilmes šūnas augšanas faktoru kokteilī, lai iegūtu šūnas, kas līdzīgas epiblastu šūnām, kuras dzīvo tikai dažas dienas. Pētnieki atklāja, ka 2 dienas vecas šūnas varētu izmantot, lai iegūtu šūnas, kas līdzīgas pirmatnējām dzimumšūnām. Injicējot šīs pirmatnējās cilmes šūnas peļu sēkliniekos, kuras nespēja ražot savu spermu, tās nobriest par spermatozoīdiem, kas veiksmīgi apaugļoja olšūnas in vitro eksperimentos. Zinātnieki implantēja iegūtos embrijus surogātmātēm, kuras radīja normālus pēcnācējus. Šādā neparastā veidā dzimušās peles izauga par auglīgām mātītēm un tēviņiem, un vēlāk arī radīja veselīgus pēcnācējus. Līdzīgā veidā auglīgus pēcnācējus var iegūt no inducētām pluripotentām cilmes šūnām (iPSC), kas diferencētas no pieaugušo ādas šūnām.

"Viss, ko varu teikt, ir vau! Šis ir izrāviens!" sacīja Orlija Lahama-Kaplana, reproduktīvās biologes asistente no Monašas universitātes Austrālijā.

Darbs sniedz pierādījumus, "ka no embrionālajām cilmes šūnām iegūtās pirmatnējās dzimumšūnas var attīstīties par funkcionālām dzimumšūnām," saka Amandere Klārka, biologe Kalifornijas Universitātē Losandželosā, kura japāņu pētnieku darbu sauc par "izšķirošu izrāvienu mūsu izpratnē par to, kā attīstās dzimumšūnas".

Saito saka, ka joprojām ir jāpārvar daudzi šķēršļi. Viņi vēlētos iemācīties veikt visu nobriedušu spermatozoīdu iegūšanas procesu tieši laboratorijā, nevis injicēt pirmatnējām dzimumšūnām līdzīgas sēkliniekos nobriešanai. Vēl viens mērķis ir iegūt olšūnas in vitro, ne tikai lai izprastu pašu procesu, bet arī lai galu galā mēģinātu palīdzēt neauglīgām sievietēm. Taču vispirms, lai rezultātus pārnestu uz klīniku, viņiem jānoskaidro, vai atrastā "recepte", kas ir izrādījusies tik veiksmīga peļu cilmes šūnām, darbosies arī cilvēka šūnās.

[ 1 ], [ 2 ]