Дослідники з Ізраїлю та США створили в пробірці людські гоноцити (первинні статеві клітини, які згодом перетворюються на сперматозоїди або яйцеклітини) з клітин шкіри. Досягнення є великим кроком вперед у лікуванні неплідності, який, щоправда, збурює суперечки й наукового, й етичного характеру. Апробована технологія потенційно дозволить зачинати дитину двом чоловікам (!).
Стаття з описом експерименту вийшла 24 грудня у журналі Cell. Під час дослідів до людських клітин було застосовано процедуру, яку раніше успішно випробували на мишах. У тій процедурі клітини, названі індукованими плюрипотентними клітинами (це – перепрограмовані дорослі клітини в стовбурі, які можуть перетворюватись на будь-який тип клітин), використали, щоб одержати сперматозоїди та яйцеклітини.
У 2012 р. клітинний біолог Мітінорі Сайто з Кіотського університету в експерименті на мишах отримав перші штучні гоноцити. Гоноцити – це клітини, які з'являються під час розвитку ембріона і згодом трансформуються у сперматозоїди або яйцеклітини. Сайто отримав їх у пробірці. Основою для експерименту були клітини шкіри, перепрограмовані за допомогою технології індукованих плюрипотентних клітин. Крім того, йому вдалося повторити цей результат за допомогою ембріонних стовбурових клітин.
Хоч отримані клітини не розвивались далі стадії гоноцитів у пробірці, все ж Сайто помітив, що вони можуть перетворитись на сперматозоїди або яйцеклітини, якщо їх помістити у сім'яники чи, відповідно, яйники миші. Ці гамети (статеві клітини) згодом можна використовувати для штучного запліднення.
Раніше, намагаючись повторити цей результат з людськими клітинами, вчені отримували клітини, які за клювочими параметрами нагадували гоноцити, однак ефективність експерименту, тобто коефіцієнт успішного перетворення стовбурових клітин на зародки статевих, була такою низькою, що використовувати ці результати на практиці було неможливо. Крім того, попередні технології передбачали впровадження у стовбурові клітини нових генів, і через це вони ставали непридатними для медичного використання.
Тепер команді біологів на чолі з Азімом Сурані з Кембриджського університету та Якобом Ханною з Науково-дослідного інституту Вейцмана у Реховоті (Ізраїль) вдалося повторити цей експеримент з високою ефективністю. Однак, зі слів Я. Ханни, це лише «перша половина» досягнень Сайто.
Головною перешкодою повторення експерименту Сайто на людських клітинах було те, що стовбурові клітини людей та мишей зовсім різні. У мишей ці клітини «наївні» – ними легко маніпулювати й перетворювати їх на інші типи клітин. Натомість людські стовбурові клітини набагато важче піддаються таким маніпуляціям.
Однак Ханна винайшов спосіб, як зробити людські стовбурові клітини так само керованими, як і мишачі (стаття з описом цього способу з'явилась у 2013 р.). Укупі з технологією Сайто його команда досягнула високої результативності перетворення стовбурових клітин на гоноцити. Зокрема, команді Ханни та Сурані вдалося досгягнути ефективності 25–40% перетворення ембріонних та індукованих плюрипотентних стовбурових клітин – як чоловічого, так і жіночого походження – на гоноцити.
«Те, що Сурані і Ханна винайшли спосіб одержання попередників статевих клітин з найвищою результативністю, про яку досі було відомо, є, безумовно, великим досягненням», – коментує результати експерименту Амендер Кларк, експерт з репродуктивної біології з Каліфорнійського університету (Лос-Анджелес).
Отримані в лабораторії клітини мають низку ключових властивостей зародкових клітин. Зокрема, їхня епігенетична структура виявилась такою самою, що й у справжніх гоноцитів. Крім того, їх білкові маркери також були напрочуд подібними до маркерів справжніх гоноцитів, які взяли в ембріонів після абортів.
Наступним кроком могло б стати впровадження цих гоноцитів у людські сім'яники та яйники, а відтак – довершення експерименту Сайто з перетворення стовбурових клітин на дорослі статеві клітини. Однак Я. Ханна стверджує, що ні він, ні його співробітники не готові братися до цієї фази. Вчені одностайні, що впровадження штучних гоноцитів в людські статеві залози пов'язане з багатьма проблемами наукового, етичного та правового характеру.
Поки що вчені думають над можливістю впровадити людські гоноцити у сім'яники чи яйники тварин або ж почати увесь експеримент з початку на людиноподібних приматах.
«Ми ще розмірковуємо. Нам буде цікава думка наукової спільноти за результатами публікації нашої статті», – каже Я. Ханна.
Як стверджує А. Кларк, законодавці мають дозволити проводити такі експериментах на людях-добровольцях. Адже тільки так можна буде довести цю технологію до клінік й допомогти неплідним парам мати дітей. У Сполучених Штатах закон забороняє створювати людські ембріони для наукових досліджень. Однак без цього неможливо протестувати технологію. «Заборону належить замінити загальними принципами, виконання яких дасть змогу провадити подібні дослідження етично та безпечно», – стверджує Кларк.
Найбільш контроверсійним є те, що теоретично цей процес може дозволити чоловікам-гомосексуалістами в буквальному сенсі зачинати дітей. Зокрема, клітину, взяту з чоловічого тіла, теоретично можна буде перепрограмувати у жіночу яйцеклітину, запліднити її сперматозоїдом іншого чоловіка, а ембріон імплантувати сурогатній матері, яка виносить плід. З технічного погляду перспективи втілення такого задуму туманні, адже організм чоловіка не має яйників, у яких гоноцита може дозріти в дорослу яйцеклітину. Тим більше, що етичні суперечності, пов'язані з ідеєю, просто шалені.
«Необхідно зрозуміти, що якщо такий сценарій теоретично й можливий, то на цій стадії досліджень він перебуває ще далеко за горизонтом», – стведжує Якоб Ханна. А сценарій зачаття дитини двома жінками, своєю чергою, є ще менш ймовірним, адже Y-хромосома, необхідна для отримання сперматозоїдів, є тільки в чоловіків.
Rudimentary egg and sperm cells made from stem cells
Джерело: Nature, 24/12/2014
Зреферував Євген Ланюк
27.12.2014