Эмбрионы не использовались для попытки зачатия ребенка, но исследователи, стоящие за этим методом, утверждают, что однажды его можно будет использовать для лечения бесплодия.
Изображение человеческой яйцеклетки с ядром клетки кожи до оплодотворения. Фотография предоставлена Лабораторией Миталипова. эту историю . Сохранить эту историю.
Ученые совершили спорный шаг, открывающий возможность создания нового вида лечения бесплодия, сообщив, что им удалось создать в лабораторных условиях функциональные человеческие яйцеклетки, которые можно оплодотворить спермой.
Исследование, результаты которого были опубликованы сегодня в журнале Nature Communications, предполагает использование клеток кожи человека для создания яйцеклеток, некоторые из которых способны производить эмбрионы на ранней стадии.
Ни один из эмбрионов не использовался для попытки зачатия, и маловероятно, что они смогли бы продолжить своё развитие в утробе матери. Однако авторы исследования из Орегонского университета здравоохранения и науки утверждают, что в будущем этот метод может стать альтернативой экстракорпоральному оплодотворению (ЭКО).
«Очевидно, что метод применим для женщин старшего возраста, у которых закончились собственные яйцеклетки, или женщин, у которых их нет по другим причинам, например, из-за перенесённого лечения рака или генетических аномалий», — говорит соавтор Паула Амато, профессор акушерства и гинекологии в Медицинской школе Орегонского университета здравоохранения и науки. Метод также может помочь однополым парам иметь генетически родственных детей, создавая яйцеклетки из мужских клеток и сперматозоиды из женских.
Всё больше людей прибегают к ЭКО для зачатия, но это не всегда даёт результат. Одна из причин, по которой ЭКО может быть неудачным, — низкое качество яйцеклеток, которое ухудшается с возрастом и является одним из основных факторов бесплодия. Но если бы пациенты, проходящие ЭКО, могли иметь готовый запас яйцеклеток, полученных в лаборатории из образца их кожи, это могло бы значительно повысить успешность ЭКО и позволить гораздо большему числу людей иметь детей.
Метод орегонской группы позволил получить 82 яйцеклетки, которые затем были оплодотворены спермой в лабораторных условиях. Все полученные эмбрионы имели хромосомные аномалии, и большинство не дожили до третьего дня после оплодотворения. Однако 9% продолжили развитие до стадии бластоцисты через шесть дней после оплодотворения, когда эмбрионы обычно переносят пациентке, проходящей процедуру ЭКО. На этом этапе авторы прекратили культивирование эмбрионов.
Для создания яйцеклеток исследователи пересадили ядро клетки человеческой кожи в донорскую яйцеклетку, лишённую ядра – центра управления клетки, где хранится её генетический материал. Этот метод был широко использован для создания овечки Долли, о котором сообщалось в 1997 году. Поскольку она была клоном, ДНК Долли представляла собой точную генетическую копию ДНК её матери.
В случае с Долли сперма отца не использовалась. Но целью команды из Орегона было создать эмбрионы с генетическим материалом обоих родителей. Нормальные сперматозоид и яйцеклетка содержат по 23 хромосомы, а здоровый эмбрион — 46. Но клетка кожи, взятая у взрослого человека, уже содержит 46 хромосом — по одному набору от каждого родителя, — поэтому при переносе её ядра в опустевшую яйцеклетку и смешивании со сперматозоидом она получает дополнительный набор хромосом.
Эмбрион с дополнительным полным набором хромосом не может выжить, поэтому команде нужно было найти способ, позволяющий реконструированным яйцеклеткам избавиться от половины хромосом. Они стимулировали яйцеклетки электрическим импульсом и применяли препарат росковитин, имитирующий мейоз (деление клеток), чтобы уменьшить количество хромосом. Полученные яйцеклетки можно было оплодотворить, но эмбрионы всё ещё содержали хромосомные аномалии: у некоторых было слишком много хромосом, у других слишком мало, а у третьих – неправильная комбинация, и, по словам Амато, они, вероятно, не смогли бы развиться в утробе матери.
«Самая сложная задача — заставить эту яйцеклетку вытеснить половину своих хромосом — причём именно ту половину, которая нужна», — говорит Амато. «Мы пока не совсем достигли цели». Команда назвала свой метод «митомейозом» и пытается лучше понять, как хромосомы предпочитают спариваться и как они расщепляются, чтобы найти способ экспериментально вызвать эти состояния.
Возможность создания яйцеклеток и сперматозоидов в лабораторных условиях — так называемый гаметогенез in vitro, или IVG — в последние годы стала растущей областью исследований.
В 2016 году группа японских исследователей под руководством специалиста по стволовым клеткам Кацухико Хаяси сообщила, что им удалось получить здоровых детенышей мышей, полностью вырастив яйцеклетки в лабораторной пробирке. Позже они создали яйцеклетки мышей, используя клетки самцов, и в результате получили детенышей с двумя отцами. Эти достижения были достигнуты благодаря перепрограммированию клеток кожи взрослых мышей в стволовые клетки с последующим их дальнейшим развитием в яйцеклетки и сперматозоиды.
Митинори Сайто из Киотского университета в 2018 году впервые задокументировал, как его команда превратила клетки крови человека в стволовые клетки, которые затем трансформировали в человеческие яйцеклетки, но они оказались слишком незрелыми для оплодотворения и создания эмбрионов.
Американские стартапы Conception Biosciences, Ivy Natal, Gameto и Ovelle Bio работают над созданием яйцеклеток или спермы в лабораторных условиях.
Однако эта перспектива поднимает серьёзные этические вопросы о том, как следует использовать эту технологию. В редакционной статье 2017 года специалисты по биоэтике предупреждали, что ЭКО «может породить призрак „фермерства эмбрионов“ в масштабах, которые сейчас немыслимы». Предположительно, это позволит любому человеку в любом возрасте иметь ребёнка. А в сочетании с достижениями в области скрининга эмбрионов, клиники репродуктивной медицины будущего смогут использовать ЭКО для создания большого количества эмбрионов и последующего отбора тех, которые обладают наиболее желаемыми качествами. Редактирование генов также может использоваться в сочетании с ЭКО для удаления болезнетворной ДНК или создания новых признаков.
Амато говорит, что, вероятно, потребуется ещё десять лет исследований, прежде чем ЭКО будет признано достаточно безопасным и эффективным для испытаний на людях. Даже в этом случае неясно, будет ли эта технология разрешена в США, поскольку постановление Конгресса запрещает Управлению по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов рассматривать клинические испытания, предполагающие генетические манипуляции с эмбрионом с целью создания ребёнка.
«Их метод очень сложный и хорошо организованный», — говорит Хаяси, ныне профессор Осакского университета, о подходе группы из Орегона. Однако из-за высокой частоты хромосомных ошибок «он слишком неэффективен и сопряжен с высоким риском для немедленного внедрения в клиническую практику».
Кроме того, поскольку для этого метода требуются донорские яйцеклетки, это может ограничить его применение в лечении бесплодия. По мере роста популярности ЭКО растёт спрос на донорские яйцеклетки, и их использование может потребовать времени ожидания.
Амандер Кларк, репродуктолог и биолог стволовых клеток из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, не принимавший участия в исследовании, согласен, что в нынешнем виде митомейоз не готов к использованию в лечении бесплодия. Но пока у этого исследования есть и другие применения.
«Технология митомейоза — важное техническое новшество, которое может быть чрезвычайно ценным для нашего понимания биологии мейоза в яйцеклетках человека. Количество мейотических ошибок увеличивается с возрастом у женщин. Поэтому понимание причин мейотических ошибок — важнейшая область исследований», — говорит Кларк.
Источник: www.wired.com
