Plemniki wyhodowane w naczyniu

W znaczącym kroku w kierunku walki z niepłodnością męską naukowcy z Yokohama City University wyhodowali mysie plemniki w naczyniu i wykorzystali je do wyprodukowania szczeniąt, które same były płodne w wieku dorosłym.

Zbawiciel nasienie: Naukowcy z Japonii wyhodowali funkcjonalne plemniki myszy (pokazane tutaj na zielono) w naczyniu, naśladując chemiczne środowisko jąder. Plemniki są zdolne do produkcji płodnego potomstwa.

Badacze zaczęli od niewielkich fragmentów tkanki zawierających komórki macierzyste nasienia, zwanych spermagonią, pobranych z jąder myszy. Następnie wyhodowali te komórki w funkcjonalne plemniki, używając różnych substancji chemicznych do symulacji naturalnego środowiska jąder. Wyniki badania, opublikowane w tym tygodniu w numerze Natura , może ostatecznie przynieść korzyści bezpłodnym mężczyznom i chłopcom poddawanym chemioterapii.

Kiedy ludzie z rakiem przechodzą leczenie, prawie zawsze stają się bezpłodne, mówi Marcin Dym , profesor biochemii na Georgetown University. Dym nie był zaangażowany w badanie. U mężczyzn można zamrozić próbkę nasienia przed leczeniem, ale u chłopców [przed okresem dojrzewania] nie jest to możliwe. Ale mają komórki jąder i jeśli można by je wyhodować w kulturze, można by je wykorzystać w procesie zapłodnienia in vitro.

Dym dodaje, że technikę tę można by również wykorzystać do przekierowania komórek w jądrach niepłodnych mężczyzn w celu wytworzenia funkcjonalnego nasienia. Ci mężczyźni nie mają normalnych plemników, ale będą mieli normalne plemnikowe komórki macierzyste, mówi Dym.

Takehiko Ogawa, profesor urologii, i jego koledzy z Japonii wykonali małe biopsje tkanki jąder młodych myszy, które zawierały plemnikalne komórki macierzyste, ale nie zawierały dojrzałych plemników (myszy były zbyt młode, aby wytwarzać plemniki). Aby symulować naturalne środowisko jąder Ogawa zawiesił fragmenty na półstałym podłożu, częściowo kąpiąc je w płynie.

Płyn zawierał koktajl chemikaliów zwany nokautową substancją surowiczą (KSR), preparat, który wbrew intuicji jest używany w hodowlach embrionalnych komórek macierzystych w celu utrzymania ich w niezróżnicowanym stanie. Tutaj Ogawa odkrył, że KSR ma odwrotny skutek, zachęcając spermagonię do różnicowania się w dojrzałe plemniki.

Nie zidentyfikowaliśmy jeszcze kluczowych czynników w KSR, które naprawdę pomogły naszemu systemowi – mówi Ogawa. Moim kolejnym wyzwaniem jest zidentyfikowanie tych czynników i stworzenie jeszcze lepszych pożywek hodowlanych, aby poprawić jakość nasienia i zastosować go u innych zwierząt.

Podczas gdy liczba plemników in vitro była stosunkowo niska, wyprodukowane plemniki były funkcjonalne. Grupa inseminowała dorosłe myszy hodowanymi plemnikami i odkryła, że ​​były one w stanie wyprodukować młode, które z kolei były w stanie kojarzyć się w sposób naturalny. Ostateczna ocena funkcjonalności plemników polegała na spłodzeniu potomstwa i zobaczeniu zdrowego potomstwa, mówi Ogawa. Wciąż trzymam potomstwo, które ma około 14 miesięcy i wygląda bardzo normalnie, porównywalnie do innych myszy.

W ostatnich latach garstka grup badawczych zastosowała różne techniki do hodowli nasienia z embrionalnych komórek macierzystych, dodając czynniki wzrostu, aby zachęcić komórki macierzyste do różnicowania. Podczas gdy niektóre wysiłki były w stanie z powodzeniem wyprodukować plemniki, naukowcy nie byli w stanie powtórzyć tych wyników i żaden z nich nie dał płodnych szczeniąt. Ogawa mówi, że nowy system jest dość prosty i ma nadzieję, że inni badacze spróbują go powtórzyć.

Pełne konsekwencje zdrowotne u zwierząt wytworzonych z plemników in vitro nie zostaną jeszcze wyjaśnione. Steve Krawetz Profesor położnictwa i ginekologii na Wayne State University twierdzi, że w miarę różnicowania się komórek w plemniki w ich DNA zachodzą poważne zmiany, które sprawiają, że komórki są podatne na czynniki środowiskowe. W zależności od tego, co znajduje się w otaczającym środowisku, czynniki mogą wpływać na DNA komórki, tworząc defekty, które mogą zostać przekazane przyszłym pokoleniom.

Nie znamy długofalowych konsekwencji ani skutków międzypokoleniowych – mówi Krawetz. Ale jako system modelowy jest to fantastyczne. Daje nam to możliwość przyjrzenia się rzeczom w warunkach in vitro, a konkretnie zmiany i sekcji komórek w znacznie łatwiejszy sposób. To wielki krok naprzód.

ukryć