De la descoperirea celulelor stem și a capacității lor universale de a se dezvolta în orice alte celule ale corpului, oamenii de știință s-au gândit să obțină celule germinale din ele. O astfel de descoperire ar revoluționa tratamentul infertilității – orice persoană, indiferent de vârstă, stare de sănătate și chiar prezența organelor genitale, ar putea avea un copil propriu genetic. Cu toate acestea, celulele germinale sunt atât de diferite de toate celelalte încât până și posibilitatea teoretică de a le obține „in vitro” a ridicat îndoieli rezonabile.
Și așa, pe 25 februarie 2016, publicarea în revistă celulă a risipit aceste îndoieli. Cercetătorii chinezi au reușit să obțină spermatozoizi potriviti pentru fertilizare in vitro din celule stem embrionare. În experiment, utilizarea acestor celule pentru concepție a dus la apariția unor descendenți sănătoși capabili de reproducere. Până atunci, nimeni nu a fost capabil să crească celule sexuale funcționale în afara corpului.
Unele programe școlare
Orice animal multicelular care se reproduce sexual are două tipuri fundamental diferite de celule: celule germinale sau gameți și toate celelalte celule ale corpului sau celule somatice.
Celulele somatice conțin un set pereche (diploid) de cromozomi - jumătate de la fiecare dintre părinți (de exemplu, o persoană are 46 de cromozomi: 23 de la mamă și 23 de la tată). Aceste celule se reproduc, ceea ce se numește mitoză. Se întâmplă relativ simplu: ADN-ul celulei este dublat, se formează două seturi pereche de cromozomi, apoi aceste seturi diverg către diferiți poli ai celulei, după care se formează o constricție în ea, împărțind-o în jumătate. Rezultatul sunt două celule identice, asemănătoare cu mama.
Cu celulele germinale, totul este mai complicat - predecesorii lor, celulele germinale primare sau gonocitele, au un set pereche de cromozomi și, ca urmare, de la ele ar trebui să se obțină ouă și spermatozoizi cu un singur set de cromozomi (haploid). Prin urmare, procesul de divizare a acestora (gametogeneza, care în cazul spermatozoizilor se numește spermatogeneză) trece prin mai multe etape intermediare.
La vertebrate, gonocitele se formează din celule stem universale în sacul vitelin al embrionului din aproximativ a șasea săptămână de dezvoltare. Pe măsură ce se formează țesuturile și organele, aceste celule migrează către glandele sexuale (gonade), adică în corpul masculin - spre testicule. Acolo formează o populație de celule numită spermatogonie. La începutul pubertății, aceste celule încep să se înmulțească activ prin mitoză.
În acest caz, unele dintre celule se diferențiază în așa-numitele spermatocite de ordinul întâi, care au și un set dublu de cromozomi. Aceste celule, spre deosebire de spermatogonie, se divid prin meioză, în care nu are loc duplicarea ADN-ului. Ca urmare a primei diviziuni a meiozei, se formează spermatocite de ordinul doi, purtând un singur set de cromozomi. Apoi trec prin a doua diviziune a meiozei, asemănătoare mitozei, dând naștere spermatidelor cu un set haploid de cromozomi. Aceste celule se diferențiază apoi în spermatozoizi maturi.
În fiecare etapă a acestui proces, celulele au nevoie de un anumit mediu, celule din jur și factori de semnalizare care le ghidează diviziunea și dezvoltarea. Testiculele, care au o structură microscopică complexă, asigură condițiile necesare, dar reproducerea acestor condiții în laborator este o sarcină aproape imposibilă, mai ales în ultimele etape ale spermatogenezei.
Personalul de la Universitatea Kyoto din Japonia a fost cel mai aproape de a rezolva problema. În 2011, au reușit să direcționeze diferențierea celulelor stem embrionare de șoarece în celule asemănătoare gonocitelor (GPC), dar pentru etapele ulterioare ale spermatogenezei au trebuit să fie plantate în testiculele șoarecilor adulți - nu au reușit să realizeze meioza „în vitro”.
"Lucruri bune"
Oamenii de știință de la Academia Chineză de Științe și colegii lor din Nanjing, Changsha, Hefei și Yangzhou au folosit realizările colegilor japonezi în studiul lor. Folosind un „cocktail” de citokine similare cu moleculele de semnalizare din țesuturile extraembrionare timpurii, au diferențiat celulele stem embrionare de șoarece în celule asemănătoare epiblastului (seamănă cu un sac vitelin) și mai departe în HPC.
Pentru a crea condiții apropiate de mediul intern al gonadelor, HPC a fost amestecat într-un mediu nutritiv cu o cantitate egală de celule epiteliale obținute din testiculele șoarecilor nou-născuți. După aceea, la mediu s-au adăugat diverse combinații de morfogeni - substanțe care direcționează diferențierea celulelor în direcția dorită și formarea organelor și țesuturilor din acestea. După cum a remarcat unul dintre cercetătorii Xiaoyan Zhao (Xiao-Yang Zhao), au fost necesare sute de experimente pentru a obține combinația dorită. Ca rezultat, combinația de morfogeni KSR, BMP-2/4/7, activina A și acid retinoic a declanșat procesul de meioză a spermatocitelor.
Cu toate acestea, după ce a început meioza, este necesar să se regleze cursul acesteia. Pentru a face acest lucru, în a șaptea zi, morfogenii au fost îndepărtați din mediul nutritiv și a fost adăugat un amestec hormonal: hormon foliculostimulant, testosteron și extract de glandă pituitară bovină. Despre acesta din urmă, expert în reproducere de la Laboratorul Jackson din Bar Harbor, Maine, Mary Ann Handel a remarcat emoțional: „Dumnezeu știe ce e în neregulă cu el? Dar probabil că este un lucru bun.”
Schema de dezvoltare a spermei in vitro și in vivo
Quan Zhou și colab., Cell, 2016
Totuși, această combinație hormonală a fost singura care a asigurat cursul corect al tuturor etapelor cheie ale meiozei, fapt confirmat prin analize imunochimice, citologice, genetice, secvențiere și PCR. Rezultatul a fost apariția în cultură a celulelor asemănătoare spermatidelor cu un set de cromozomi haploid – de fapt, spermatozoizi imaturi fără coadă și cu organele „extra”.
Aceste celule au fost folosite pentru fertilizare prin procedura standard de injectare intracitoplasmatică a spermei (ICSI), în care gameții masculini sunt injectați în ovul cu un microac de sticlă. Acest lucru a condus la dezvoltarea de embrioni completi din punct de vedere morfologic, care au fost transferați în uterul de șoarece pentru gestație. Șoarecii născuți nu au fost diferiți de animalele concepute în mod natural și și-au produs propriii descendenți.
Cuvânt către sceptici
Publicarea chinezii a determinat unii oameni de știință să se îndoiască de rezultate. De exemplu, Minitori Saitou, liderul echipei Kyoto care a dezvoltat metoda de obținere a HPA din celule stem, a subliniat că temperatura din incubator a fost menținută la 37 de grade Celsius, ceea ce poate opri dezvoltarea spermatozoizilor. El a remarcat, de asemenea, că la microscopia cu fluorescență, proteinele caracteristice HPC nu sunt vizibile în celule.
Niels Geijsen, expert în celule stem la Universitatea din Utrecht din Olanda, a remarcat că succesul oamenilor de știință chinezi este „uimitor dacă [descris în articol] s-ar întâmpla cu adevărat”.
Standarde de aur
În ciuda scepticismului mai multor colegi, cercetătorii observă că munca lor îndeplinește toate criteriile „standardului de aur” al dovezilor pentru producerea de celule germinale complete „in vitro”, care au fost formulate de deja menționatul Händel și colegii în 2014. Aceste criterii includ cantitatea normală de ADN, numărul și forma cromozomilor din celule în toate etapele de dezvoltare, divergența lor corectă în timpul meiozei și adecvarea celulelor rezultate pentru a produce descendenți fertili. Însuși Händel a fost de acord că lucrarea îndeplinește „standardul de aur”.
Cu toate acestea, primul succes a inspirat mulți oameni de știință. „Dacă funcționează la șoareci, nu există dovezi biologice că ar fi ineficient la om. Dar trebuie să descoperi condițiile [mediul] pentru aceasta și să conduci celulele prin această coregrafie foarte delicată”, a spus expertul în celule stem de la Harvard, George Daley.
Oricum ar fi, este mai bine să ne amintim numele lui Xiaoyang, Quan Zhou, Mei Wang și colegii lor. Dacă rezultatele lor pot fi confirmate și replicate, va fi ușor să câștigați un pariu pe cine va câștiga unul dintre următoarele premii Nobel pentru Medicină și Fiziologie.
În ciuda faptului că principiile generale ale formării celulelor germinale sunt cunoscute de mult timp, detaliile acestui proces rămân încă un mister. Cel puțin, nu a fost posibil să se recreeze acest proces „in vitro” pentru o lungă perioadă de timp, deoarece formarea spermatozoizilor depinde de condiții unice din testicule, care nu au putut fi definite și copiate în niciun fel. Recent, oamenii de știință din China au publicat o lucrare care, poate, va reprezenta o descoperire în această direcție - pentru prima dată în laborator au reușit să transforme celulele stem embrionare de șoarece în spermatozoizi și chiar să obțină șoareci vii și sănătoși prin fertilizarea cu ouă de șoarece. acesti spermatozoizi.
Încercările de a transforma celulele stem în spermatozoizi s-au făcut de mult timp, dar până acum nu au avut succes. Până acum nu s-a putut finaliza in vitro- „in vitro” - procesul de meioză, astfel de diviziune celulară, în urma căruia se formează patru celule cu un singur set de cromozomi din celulele testiculelor și ovarelor cu un singur set de cromozomi - spermatozoizi și ovule.
În 2011, oamenii de știință de la Universitatea din Kyoto (Japonia) au reușit să transforme celulele stem embrionare de șoarece în celule care seamănă cu celulele germinale primordiale - precursorii celulelor germinale mature. Dar finalizați maturizarea lor până la spermatozoizi in vitro a eșuat, acest lucru s-a întâmplat numai atunci când celulele germinale primordiale au fost transplantate în testiculele șoarecilor. Cu toate acestea, această opțiune exclude aplicarea clinică: transplantul unor astfel de celule în corpul uman poate duce la dezvoltarea unei tumori. În același timp, scopul strategic al unor astfel de dezvoltări, pe lângă obținerea cunoștințelor științifice fundamentale, este de a ajuta persoanele care suferă de acele tipuri de infertilitate în care se pierde capacitatea de a produce spermatozoizi funcționali, de exemplu, ca urmare a chimioterapiei. Astfel de oameni ar putea avea copii dacă celulele lor mature ar fi mai întâi „reprogramate” înapoi la starea de celule stem și apoi dezvoltate în spermatozoizi.
Recent, oamenii de știință de la Academia Chineză de Științe din Beijing și de la Universitatea de Medicină Nanjing (China) au reușit să obțină celule asemănătoare spermatozoizilor - nu au dobândit unele proprietăți, cum ar fi capacitatea de a se mișca independent, ci au trecut printr-un proces care a avut toate semne de meioză. Oamenii de știință au folosit abordarea echipei de la Universitatea din Kyoto pentru a produce celule similare cu celulele germinale primordiale și apoi au efectuat câteva sute de experimente pentru a ajusta condițiile de cultură în care celulele vor suferi meioză.
Una dintre opțiuni s-a dovedit a fi de succes. Cultivarea a fost efectuată împreună cu celulele din testiculele șoarecilor nou-născuți în prezența unui „cocktail” de hormoni sexuali și factori de creștere, inclusiv un extract bogat în hormoni din glandele pituitare bovine. Celulele asemănătoare spermatozoizilor rezultate au fost injectate în ouă de șoarece, care au fost implantate la șoareci femele. După timpul alocat, s-au născut șoareci sănătoși, cel puțin au un set normal de cromozomi și au trăit deja cu succes până la vârsta adultă.
Aplicarea practică a unei astfel de tehnologii, desigur, este încă departe, fie și doar pentru că celulele umane pot necesita condiții complet diferite față de celulele de șoarece. Cu toate acestea, per total, rezultatele sunt încurajatoare: „Dacă funcționează pentru un șoarece, nu există niciun motiv să credem că nu va funcționa pentru un om”, spune specialistul în celule stem George Daley de la Harvard Medical School din Boston, SUA.
Alți oameni de știință sunt sceptici: astfel de rezultate impresionante, obținute într-un mod relativ simplu după lungi încercări nereușite, ridică îndoieli cu privire la reproductibilitatea lor. Unele detalii ale studiului i s-au părut ciudate lui Mitinori Saitou, șeful unei echipe de oameni de știință de la Universitatea din Kyoto: el subliniază că temperatura culturii celulare era de 37 ° C, cu trei grade mai mare decât temperatura la care are loc spermatogeneza (34 ° C). ), iar analiza corespunzătoare nu a arătat că celule precum celulele germinale primordiale au anumite proteine specifice.
Oamenii de știință chinezi resping aceste remarci, susținând că toate proteinele necesare sunt prezente, iar regimul de temperatură a fost testat atât la 34°C, cât și la 37°C și s-au observat rezultate similare. În continuare, oamenii de știință intenționează să testeze mai amănunțit dacă șoarecii obținuți în acest mod sunt normali din punct de vedere genetic, apoi să testeze tehnologia pe alte animale și să încerce, de asemenea, să utilizeze celule stem care pot fi extrase din țesutul testicul al animalelor adulte. În cele din urmă, desigur, există planuri de a încerca să repetați procedura pe celulele umane.
Pregătit de Maria Perepechaeva
Luni, 29 noiembrie 2010 - 07:41
Oamenii de știință britanici au creat primii spermatozoizi umani în laborator.
Spermatozoizii, numiți derivati in vitro (IVD), sunt cultivați din celule stem embrionare (ES). Cercetătorii speră că sperma IVD va oferi un model util pentru studierea dezvoltării spermei și a cauzei infertilității masculine.
O echipă de cercetători de la North East England Stem Cell Institute (NESCI) din Newcastle, Marea Britanie, a tratat celulele ES umane cu substanțe chimice pentru a produce celule stem germinale - celule stem care locuiesc în organele de reproducere și se dezvoltă în ouă și spermatozoizi. Apoi au izolat aceste celule stem germinale și au continuat să le cultive în prezența unor reactivi pentru a le determina să se dezvolte în spermatozoizi maturi. Spermatozoizii IVD, ca și spermatozoizii normali, aveau cozi și erau foarte mobili. De asemenea, au conținut doar 23 de cromozomi, față de 46 de cromozomi din toate celelalte celule umane (cu excepția ouălor, care conțin, de asemenea, doar 23 de cromozomi - atunci când un spermatozoid fecundează un ovul, ele se contopesc într-o singură celulă, care are un total de 46 de cromozomi).
Profesorul Karim Nayernia, care a condus studiul, a spus: „Aceasta este o dezvoltare importantă, deoarece va permite cercetătorilor să studieze în detaliu modul în care se formează spermatozoizii și să conducă la o mai bună înțelegere a infertilității la bărbați - de ce se întâmplă și ce o cauzează. Această înțelegere ne poate ajuta să dezvoltăm noi modalități de a ajuta cuplurile care suferă de infertilitate, astfel încât să poată avea un copil genetic propriu.De asemenea, va permite oamenilor de știință să studieze modul în care celulele implicate în reproducere sunt afectate de toxine, de exemplu, de ce băieții cu leucemie suferă. chimioterapia poate deveni infertilă - și, eventual, ne poate conduce la o decizie”.
Studiul a provocat multe controverse, cu speculații în mass-media că munca ar putea face bărbații inutili pentru reproducerea umană. Profesorul Nyernia a răspuns la astfel de afirmații spunând: „Deși putem înțelege că unii oameni pot avea probleme, asta nu înseamnă că oamenii pot fi reproduși într-un balon și nu intenționăm să facem acest lucru. Această lucrare este o modalitate de a explora de ce „Unii oameni sunt infertili și caută motive. Dacă avem o mai bună înțelegere a ceea ce se întâmplă, acest lucru ar putea duce la noi modalități de tratare a infertilității”.
În Marea Britanie, utilizarea spermei IVD pentru reproducerea umană este ilegală.
Laboratoarele pot obține licențe de la Comisia de Fertilizare și Embriologie Umană din Marea Britanie (HFEA) pentru a crește spermatozoizii IVD și pot fi utilizați pentru a fertiliza ovule, dar embrionii rezultați trebuie distruși la 14 zile după fertilizare. Cercetătorii solicită discuții și revizuiri ale legilor, deoarece cred că tehnologia are potențialul de a fi folosită într-o zi ca mijloc pentru ca bărbații infertili să devină tați. Acesta va fi un drum lung în viitor, cu toate acestea, problemele necesare de siguranță ale spermei IVD trebuie mai întâi abordate. Studiile anterioare pe șoareci au descoperit că spermatozoizii IVD ar putea fi folosiți pentru a fertiliza ovule, dar descendenții rezultati au avut probleme grave de sănătate și au murit în cinci luni, indicând defecte inerente spermei IVD.
Această tehnologie poate fi realizată numai folosind celule ES masculine care au cromozomi X și Y. Celulele ES feminine cu doi cromozomi X nu pot forma spermatozoizi maturi, deoarece genele masculine găsite pe cromozomul Y sunt esențiale pentru dezvoltarea spermatozoizilor - înlăturând ideea că acest studiu ar putea însemna „sfârșitul bărbaților”.
Alți membri ai comunității științifice au îndoieli cu privire la valoarea acestei cercetări privind producția de spermă IVD. Ei au sugerat că datele publicate sunt insuficiente pentru a demonstra că spermatozoizii IVD sunt echivalenti cu spermatozoizii normali. Profesorul Azim Surani de la Universitatea din Cambridge crede că acestea erau „celule asemănătoare spermatozoizilor” care sunt „departe de spermatozoizi autentici”.
Celulele stem sunt celule diferențiate ale corpului care au capacitatea de a se transforma în orice alte celule active funcțional. Sunt prezente în aproape toate organele și țesuturile. Dacă în organism apare vreo deteriorare, celulele stem sunt mobilizate automat, după care sunt trimise cu fluxul sanguin în organul dorit și înlocuiesc acolo fibrele deteriorate.
Celulele stem sunt „universale”. Dacă este necesar, pot dobândi proprietățile și funcțiile celulelor oricărui tip de țesut. Trebuie remarcat faptul că numărul acestor celule din organism este limitat, prin urmare, dacă daunele sunt prea puternice, multiple, organismul nu va putea efectua o „reparație” cu drepturi depline.
Celulele stem au interesat de multă vreme oamenii de știință. În prezent, se fac multe cercetări în acest domeniu. Medicii speră cu ajutorul lor să învețe cum să trateze patologiile severe, inclusiv unele forme de infertilitate.
Pentru colectarea celulelor stem, se utilizează în mod obișnuit următoarele:
- Măduvă osoasă. Operația are loc sub anestezie generală, astfel încât pacientul nu simte niciun disconfort.
- sânge periferic. În acest caz, sunt selectate doar celulele stem, în timp ce alte componente ale sângelui sunt returnate înapoi în organism. Această procedură este de obicei efectuată în ambulatoriu.
- Țesut adipos. Procedura de luare a grăsimilor este una dintre cele mai puțin traumatizante.
- Sânge din cordonul ombilical. Este colectat de o moașă. Nu prezintă niciun pericol pentru mamă și nou-născut. Recoltarea celulelor stem poate fi efectuată indiferent de metoda de naștere (independentă sau prin operație cezariană).
Pentru a efectua manipulări medicale, se pot folosi celule stem, atât de la pacientul însuși, cât și de la donatori. În acest caz, donatorul poate fi fie o rudă, fie un străin complet. Cât de eficientă va fi procedura va depinde direct de compatibilitatea donatorilor și de caracteristicile individuale ale corpului uman.
După ce celulele sunt colectate, acestea sunt trimise la laborator. Acolo se reproduc. Înainte de a transplanta aceste celule, experții le verifică pentru prezența virușilor și a bacteriilor patogene. Dacă pacientul respectă recomandările medicului curant în timpul terapiei, vindecarea ar trebui să aibă loc cât mai curând posibil.
Aplicație
Dacă pacientul este infertil, celulele stem pot fi administrate în diferite moduri, de exemplu:
- angiografică - efectuată cu ajutorul unui cateter;
- intravenos;
- intratecal - introducere în canalul rahidian;
- chirurgical - celulele sunt injectate direct în leziune.
Imunitate
Terapia cu celule stem are un efect benefic asupra imunității, așa că dacă cauza infertilității la o pacientă (femeie sau bărbat) este un proces inflamator din trecut, o boală infecțioasă, eșecuri ale imunității sau stres, atunci poate da rezultate excelente.
De exemplu, dacă prostatita a cauzat infertilitate, atunci un astfel de tratament va provoca resorbția aderențelor care au apărut în zona prostatei. Faptul este că după introducerea celulelor stem în organism, acestea sunt trimise în centrul procesului patologic și acolo recreează o nouă rețea de vase sănătoase. La rândul său, acest lucru duce la restabilirea activității receptorilor care sunt localizați în pereții vasculari și în prostată.
Toate acestea previn congestia la nivelul glandei prostatei. În plus, celulele stem contribuie la refacerea țesuturilor deteriorate ale testiculelor și anexelor, îmbunătățesc funcționarea apărării organismului, ceea ce este extrem de important pentru combaterea infecțiilor. Astfel, are loc o normalizare a sistemului endocrin, o îmbunătățire a performanței ejaculatului.
Pentru a trata prostatita, celulele stem sunt prelevate din coloana vertebrală și apoi crescute timp de 40-60 de zile. După aceea, medicamentul este injectat în vena pacientului. După șase luni, procedura se repetă.
endometru
În decurs de o lună, corpul femeii este expus hormonilor sexuali, ducând la creșterea mucoasei uterine. În acest caz, endometrul devine cel mai potrivit pentru implantarea unui ovul fecundat și gestația ulterioară.
Cu toate acestea, acest lucru nu se întâmplă întotdeauna. Cu tulburări endocrine și procese inflamatorii în organele pelvine, endometrul se dezvoltă slab, drept urmare ovulul fetal nu se poate atașa de el. După cum arată practica, 60-65% dintre femeile cu patologii endometriale suferă de infertilitate, iar dacă apare sarcina, aceasta se termină în curând cu avort spontan.
Din fericire, oamenii de știință moderni au găsit o modalitate de a rezolva această problemă. Datorită celulelor stem, o femeie va putea acum să conceapă și să aibă un copil chiar și cu patologii endometriale severe. În acest caz, celulele stem sunt recoltate din țesutul adipos al pacientului. După procesare și creștere în laborator, acestea sunt plasate în uter.
Astfel, are loc o restaurare rapidă a endometrului, precum și reînnoirea ovocitelor. Acest proces nu durează mai mult de 2 săptămâni. Pe tot parcursul tratamentului, femeia este supusă în mod regulat ecografii. După ce endometrul atinge valorile normale, se efectuează procedura FIV.
Metoda a fost deja testată pe o pacientă de 40 de ani care avea patologii endometriale grave și nu putea concepe un copil de mult timp. Cu diagnosticul ei, nimeni nu a reușit încă să rămână însărcinată, dar medicii israelieni au făcut un adevărat miracol. Pacienta nu numai că a rămas însărcinată, ci și a îndurat, a dat naștere cu succes la un copil sănătos.
Principalele avantaje ale acestei proceduri includ simplitatea și, în același timp, eficiența ridicată. Oamenii de știință susțin că cu ajutorul celulelor stem este posibilă rezolvarea problemei infertilității în 85% din cazuri. Și acesta este un indicator foarte bun.
Epuizare ovariană
În acest caz, terapia cu celule stem este adesea combinată cu diferite metode ale medicinei tradiționale chineze.
Planul de tratament în sine arată cam așa:
- Terapia cu celule stem. Femeii i se administrează treptat 4 injecții. Celulele stem sunt recoltate de pe coapsă (durează 30-60 de minute), după care sunt cultivate în laborator timp de 2-3 săptămâni, apoi sunt injectate înapoi în corpul pacientului. Aceste celule stem vor reface celulele germinale.
- Medicină tradițională chinezească. Include acupunctura. Se ține de 5 ori pe săptămână. Singura excepție este perioada menstruației. Astfel, se creează cele mai bune condiții pentru creșterea celulelor din organism.
- Tuina. Aceasta este o tehnică specială de masaj terapeutic. Se efectuează de 5 ori pe săptămână. Excepție sunt zilele menstruației.
- terapie de susținere.
- Tratament chinezesc cu remedii din plante. Durează 3 luni.
Perioada de tratament cu celule stem în sine durează 30 de zile. Are loc într-o unitate medicală. Tratamentul tradițional chinezesc, precum și acupunctura, acționează ca un ajutor.
După un astfel de tratament, activitatea ovarelor se îmbunătățește, fondul hormonal se stabilizează, iar activitatea sistemului nervos se normalizează.
Crearea gametilor
După cum sa dovedit, în viitorul apropiat, oamenii nu vor avea nevoie de celulele reproducătoare produse de organele lor de reproducere pentru a continua cursa. Oamenii de știință au învățat cum să creeze ovule și spermatozoizi în mod artificial, ceea ce înseamnă că un adevărat progres în tratamentul infertilității poate avea loc în medicină. Datorită celulelor reproductive artificiale, persoanele care au suferit chimioterapie sau radiații în timpul tratamentului pentru cancer în trecut vor putea avea copii.
Cultivarea celulelor germinale a avut loc la Universitatea din California. În aceste scopuri, au fost utilizate celule stem embrionare. Medicii au creat un medicament unic care constă din vitamine și diverse substanțe chimice. Cu ajutorul acestuia, celulele stem sunt transformate în spermatozoizi și ovule.
Spermatozoizii gata s-au dovedit a fi destul de potriviti pentru fertilizarea ulterioară a ovulului feminin. În același timp, celulele germinale feminine au rămas în stadiul inițial de dezvoltare, drept urmare fertilizarea lor a fost imposibilă.
Cu toate acestea, oamenii de știință nu disperă și nu plănuiesc să se oprească aici. În viitor, ei plănuiesc să creeze celule de reproducere din celule prelevate de pe pielea umană.
Aceste celule sunt planificate să fie plasate într-o soluție specială în care timpul lor biologic va fi transferat în starea embrionară, iar apoi se vor obține din ele un „ou masculin” și un „spermatozoid feminin”.
Este de remarcat faptul că o astfel de declarație a oamenilor de știință a provocat multe controverse în societate în ceea ce privește moralitatea și etica. Dacă oamenii de știință reușesc să creeze celule sexuale artificiale, atunci oamenii își pot pierde în viitor dorința de a continua cursa pe cont propriu. Nici religia nu acceptă astfel de amestecuri în procesul intim.
Oponenții acestui experiment susțin că celulele stem pot fi folosite în moduri mai dorite. De exemplu, pentru tratamentul bolilor grave, cultivarea organelor interne în laboratoare.
Efecte secundare
Poate că în viitorul apropiat celulele stem vor ocupa locul de mândrie în tratamentul diferitelor boli, inclusiv a celor care provoacă infertilitate. Cu toate acestea, în acest moment această ramură a medicinei se află în stadiul de dezvoltare inițială și, prin urmare, primele încercări de terapie duc adesea la complicații.
Astfel, capacitatea celulelor stem de a se diviza rapid poate provoca creșterea tumorilor benigne și maligne în organism. Acest efect secundar nu a fost dovedit de mult timp. Cu toate acestea, în 2005, specialiștii unei clinici israeliene au observat dezvoltarea rapidă a tumorilor canceroase la creier și măduva spinării unui băiat după ce i s-au făcut injecții cu celule stem la Moscova pentru a trata o boală genetică. Specialiștii Centrului Sheba au demonstrat că creșterea tumorii și injecțiile cu celule stem sunt legate în acest caz.
În plus, decesele pacienților stelari au devenit recent mai frecvente (printre aceștia se numără Ilya Oleinikov, Zhanna Friske), care au recurs la terapia cu celule stem. Toate acestea au șocat publicul.
Este important de spus că pe lângă efectul cancerigen, celulele stem pot avea și efecte alergice, toxice și genetice. Mecanismul modului în care funcționează celulele stem nu este pe deplin înțeles, prin urmare, nu este recomandat să recurgeți la o astfel de metodă de terapie fără nevoie specială.
Desigur, acest lucru nu înseamnă că terapia cu celule stem este un efort fără speranță. Mai degrabă, timpul ar trebui să treacă, numeroase experimente privind introducerea medicamentului la animale și la oameni ar trebui să se încheie. Abia după aceea se va putea spune că tratamentul infertilității cu celule stem este cel mai eficient și sigur.
Oamenii de știință de la Yokohama au reușit în ceea ce înainte era imposibil: să crească spermatozoizi artificiali viabile. Celulele sexuale „din eprubetă” vor ajuta cuplurile infertile, unde un bărbat suferă de necrospermie, să aibă copii. Această boală este adesea rezultatul expunerii la radiații - așa că pentru Japonia, care a supraviețuit tragediei de la Fukushima, această problemă poate deveni deosebit de relevantă.
Recent, oamenii de știință japonezi de la Universitatea din Yokohama au publicat rezultatele ultimelor lor experimente pentru a crea spermatozoizi artificiali. Potrivit declarației lor, testele au avut succes - majoritatea celulelor germinale masculine rezultate au fost absolut „funcționabile”, iar când au fost „făcute” la cunoștință cu ouăle, au început imediat fecundarea. Mai mult, copiii rezultați dintr-un astfel de proces s-au născut complet sănătoși.
Adevărat, vreau să-i supăr imediat pe cei care credeau că acum bărbații vor fi cu siguranță de prisos pe planeta noastră - nu este vorba despre om, ci despre spermatozoizii de șoarece. Și este de fapt destul de dificil să le numim artificiale - la urma urmei, aceste celule germinale nu au fost create de oameni, cum ar fi celebra micoplasmă a lui Craig Venter, de la început până la sfârșit. Au fost cultivați din precursorii gameților sexuali masculini (spermatocite primare), dar acest lucru nu s-a întâmplat în corpul șoarecilor masculi, ci în condiții de laborator (sau, după cum spun nespecialiștii, „in vitro”).
Până acum, acest lucru nu a fost posibil în afara unui organism viu. Spermatocitele de ordinul întâi în condiții artificiale s-au simțit bine, dar nu au vrut să se dividă cu ajutorul meiozei (diviziune, în urma căreia celulele cu un set dublu de cromozomi se obțin cu un singur set) nu au vrut. la. Și dacă au început brusc, au făcut-o, după cum se spune, „la întâmplare”, drept care 80% din spermatozoizii rezultați s-au dovedit a fi nepotriviți pentru fertilizare, iar restul, deși au putut să o facă, au condus în continuare. până la nașterea șoarecilor cu diferite defecte genetice.
De ce a fost atât de greu să depășești „bariera meiozei”? Pentru a înțelege acest lucru, ar trebui să ne amintim ce este acest tip de împărțire. După cum ne amintim, înainte de divizarea unei celule obișnuite, setul său de cromozomi se dublează și imediat înainte de proces devine nu dublu, ci cvadruplu. După aceea, celula se împarte în două, fiecare dintre acestea conținând o porțiune dublă de cromozomi.
Dar cu meioza, totul se întâmplă mult mai complicat - în primul rând, spermatocitul de ordinul întâi se împarte ca o celulă obișnuită în două spermatocite de ordinul doi, care, așa cum ar trebui, au un set dublu de cromozomi. Aproape imediat, fără să-și dubleze ADN-ul, se împart în patru spermatozoizi cu câte o singură porțiune din substanța ereditară fiecare. În același timp, toate acestea se întâmplă, după cum se spune, „automat”, deoarece nu poate exista control genetic de către nucleul celular în timpul diviziunii sale (este imposibil să citiți informații din ADN-ul care este pliat într-un cromozom).
Și dacă acesta este cazul, atunci toate condițiile externe în care are loc acest proces complex trebuie să fie absolut stabile. Orice modificare a temperaturii, umidității sau acidității va duce imediat la perturbarea mecanismului de divizare și chiar la oprirea completă a spermatogenezei. De aceea, pentru o lungă perioadă de timp nu a fost posibilă începerea meiozei „in vitro” - chiar și cu tehnologiile moderne, este destul de dificil pentru oamenii de știință să urmeze această regulă. Cu toate acestea, embriologii japonezi precisi și punctuali, se pare, au reușit.
Un grup de oameni de știință condus de dr. Takehiko Ogawa a folosit o cultură celulară prelevată din testiculele șoarecilor de laborator pentru a efectua experimentul. Deoarece era depozitat congelat, trebuiau mai întâi să fie decongelate cu grijă și încet, după care au fost așezate în condiții perfect potrivite, amintind de cele din interiorul gonadelor rozătoarelor. Procesul de „maturare” a spermatozoizilor a durat destul de mult - aproximativ 2 luni (în corpul șoarecilor se întâmplă mai repede). Dintre gameții rezultați, mai mult de jumătate au fost absolut normali.
După aceea, „micro-Frankenstein-urile” rezultate au fost injectate în șoareci femele, care au rămas imediat însărcinate. Drept urmare, toți au dat naștere la șoareci sănătoși, care, după cum s-a dovedit mai târziu, au produs și descendenți absolut sănătoși. Acest lucru sugerează că experimentul de creare a spermatozoizilor artificiali a fost un succes complet.
Cercetătorii cred că după ceva timp va fi destul de posibil să se creeze spermatozoizi umani artificiali în același mod. Acest lucru va ajuta cuplurile infertile, unde un bărbat suferă de necrospermie (un defect al organismului în care spermatogeneza merge prost și gameții nu sunt viabili) să aibă în sfârșit copii. Apropo, din moment ce necrospermia este adesea rezultatul expunerii la radiații, pentru Japonia de astăzi, care a supraviețuit dezastrului de la centrala nucleară de la Fukushima, această problemă poate deveni deosebit de relevantă.
Cu toate acestea, această metodă vă permite să obțineți spermă artificială de la predecesorii lor, adică din celulele germinale. Dar dacă se dovedesc brusc a fi defecte în corpul uman? Va fi posibil să se facă gameți din celule obișnuite ale corpului? Mulți embriologi cred că da.
În urmă cu doi ani, personalul Școlii de Medicină a Universității Stanford (SUA) a reușit deja să „convingă” celulele stem embrionare umane să devină celule precursoare pentru ouă și spermatozoizi. Un grup de embriologi condus de dr. René Reijo Pera a tratat celulele stem derivate din embrioni umani cu proteine care stimulează formarea gameților. În plus, pe lângă aceasta, celulele stem au fost îndepărtate de grupările metil din ADN-ul lor, ceea ce le conferă trăsături specifice care împiedică capacitatea celulelor de a deveni precursori de gameți.
În același timp, oamenii de știință au reușit să stimuleze activitatea genelor DAZ și BOULE, care doar reglează procesul de formare a celulelor germinale. Drept urmare, munca simultană extrem de productivă a tuturor acestor gene a permis embriologilor să creeze celule cu un singur set de cromozomi, adică practic spermatozoizi și ouă. Adevărat, doar 2% dintre celulele stem au devenit în cele din urmă adevărați gameți masculini și nu a fost posibil să se obțină un ou normal.
