Oamenii de știință au reușit să reprogrameze celulele stem în celule progenitoare ale spermei

Oamenii de știință încearcă de mult timp să producă spermatozoizi și ovule în laborator. Acest lucru le-ar permite nu numai să înțeleagă mai bine unul dintre cele mai fundamentale procese biologice, ci și, potențial, să dezvolte noi modalități de a ajuta cuplurile infertile. Folosind celule stem embrionare, care sunt teoretic capabile să se transforme în orice tip de celulă, mai multe grupuri de cercetare au făcut unele progrese în ultimii ani, dar nimeni nu a reușit să producă celule sexuale viabile.

Oamenii de știință de la Universitatea Kyoto au descoperit recent o modalitate de a reprograma celulele stem embrionare de șoarece în celule precursoare de spermă și, folosind sperma rezultată, de a produce șoareci normali. Cercetările lor ar putea duce în cele din urmă la noi tratamente pentru infertilitatea masculină. Cu toate acestea, potrivit conducătorului echipei, biologul Mitinori Saitou, acest lucru ar necesita rezolvarea mai multor probleme tehnice și etice „foarte dificile”.

După cum se știe, spermatozoizii și ovulele se dezvoltă din celule germinale primare sau primordiale (PGC). Celulele germinale primordiale se formează în stadiile incipiente ale embriogenezei dintr-o masă de celule numită epiblast. În urmă cu câțiva ani, oamenii de știință au învățat să preia celule epiblastice de la un embrion de șoarece și să le transforme în celule stem epiblastice, care sunt capabile de regenerare pe termen lung în laborator. Cercetătorii sperau că astfel de celule ar putea fi utilizate pentru a obține celule germinale primordiale și, în cele din urmă, spermatozoizi și ovule. Dar, în ciuda anilor de experimente, nimeni nu a reușit încă. Oamenii de știință japonezi au ajuns la concluzia că, atunci când celulele stem epiblastice obținute în laborator dobândesc capacitatea de a crește pentru o perioadă lungă de timp, acestea pierd capacitatea de a forma celule germinale.

Așadar, schimbându-și abordarea, au decis să cultive celule stem embrionare de șoarece într-un cocktail de factori de creștere pentru a obține celule similare celulelor epiblastice, care trăiesc doar câteva zile. Cercetătorii au descoperit că celulele de 2 zile ar putea fi utilizate pentru a obține celule similare celulelor germinale primordiale. Atunci când au fost injectate în testiculele șoarecilor care nu au fost capabili să producă proprii spermatozoizi, aceste celule stem primordiale s-au maturizat în spermatozoizi, care au fertilizat cu succes ovulele în experimentele in vitro. Oamenii de știință au implantat embrionii rezultați în mame surogat, care au produs urmași normali. Șoarecii născuți în acest mod neobișnuit au crescut și au devenit femele și masculi fertili, iar ulterior au produs și urmași sănătoși. Într-un mod similar, urmașii fertili pot fi obținuți din celule stem pluripotente induse (iPSC) diferențiate de celulele pielii adulte.

„Tot ce pot spune este uau! Aceasta este o descoperire!”, a spus Orly Lacham-Kaplan, biolog reproductiv la Universitatea Monash din Australia.

Lucrarea oferă dovezi „că celulele germinale primordiale derivate din celule stem embrionare se pot dezvolta în celule germinale funcționale”, spune Amander Clark, biolog la Universitatea din California, Los Angeles, care numește munca cercetătorilor japonezi „o descoperire decisivă în înțelegerea modului în care se dezvoltă celulele germinale”.

„Există încă multe obstacole de depășit”, spune Saito. Ei ar dori să învețe cum să realizeze întregul proces de producere a spermei mature direct în laborator, în loc să injecteze celule sexuale primordiale în testicule pentru a se maturiza. Un alt obiectiv este producerea de ovule in vitro, nu doar pentru a înțelege procesul în sine, ci și pentru a încerca, în cele din urmă, să ajute femeile infertile. Dar mai întâi, pentru a transfera rezultatele lor în clinică, trebuie să stabilească dacă „rețeta” pe care au găsit-o, care s-a dovedit atât de eficientă pentru celulele stem de șoarece, va funcționa în celulele umane.”

[ 1 ], [ 2 ]