Яйцеклетки, созданные с использованием ДНК из человеческой кожи, оплодотворенные в лабораторных условиях

Инновационное использование клеток кожи может предоставить гомосексуальным парам или женщинам с проблемами фертильности возможность иметь детей, являющихся их генетическими родственниками.

Человеческие эмбрионы были созданы из яйцеклеток с ДНК клеток кожи взрослого человека – достижение, ранее достигнутое на мышах. В будущем это может дать возможность гомосексуальным парам и женщинам с проблемами фертильности иметь детей, биологически связанных с обоими родителями.

Учёные уже умеют воспроизводить животных путём клонирования. Это предполагает замену ядра яйцеклетки, наполненного генетическим материалом, на ядро клетки организма, например, клетки кожи. Однако, помимо юридических ограничений, связанных с клонированием человека, многие пары хотят иметь детей, сочетающих гены обоих родителей, что требует использования спермы и яйцеклетки, говорит Шухрат Миталипов из Орегонского университета здравоохранения и науки.

Реклама

Обойти это сложно, поскольку яйцеклетки и сперматозоиды гаплоидны, то есть несут только один набор хромосом вместо обычных двух. Таким образом, задача состоит в том, чтобы уменьшить вдвое полный набор хромосом, присутствующих в клетках, таких как клетки кожи, подобрав оптимальное сочетание исходных генов, как это обычно происходит в природе.

У девочек все яйцеклетки развиваются еще в утробе матери, где предшественники яйцеклеток, изначально содержащие 46 хромосом, проходят сложный процесс удвоения, смешивания и разделения, в результате чего их число сокращается вдвое до 23 хромосом.

Миталипов задался вопросом, сможет ли он воспроизвести этот процесс в своей лаборатории, воспользовавшись естественными химическими процессами, которые способствуют такому разделению в зрелых яйцеклетках человека до и во время оплодотворения.

Добившись этого на мышах, он и его коллеги теперь протестировали этот подход на ранней стадии исследования на людях. Сначала они извлекли ядра из сотен яйцеклеток, полученных от здоровых женщин. Развитие этих яйцеклеток было остановлено на точной фазе, связанной с делением хромосом. Затем в эти яйцеклетки были помещены ядра клеток кожи, называемых фибробластами, от здоровой женщины-добровольца. На снимках, сделанных под микроскопом, видно, как хромосомы выстраиваются на веретенах – клеточных каркасах для разделения хромосом.

Затем команда ввела сперму здорового донора, чтобы оплодотворить часть яйцеклеток. Этот подход аналогичен подходу, используемому для зачатия детей с использованием митохондриальной ДНК третьего лица, что иногда применяется для снижения риска определённых генетических заболеваний.

Эта инъекция обычно запускает процесс завершения отбора хромосом в яйцеклетке и устранения дублирующей ДНК, готовясь к получению новой порции сперматозоидов. Но в яйцеклетках, полученных из кожи, этот процесс застопорился: хромосомы выстроились в линию, но так и не разделились окончательно. Поэтому исследователи повторили попытку с новой группой оплодотворенных яйцеклеток, на этот раз используя электрические импульсы, которые позволяют кальцию устремляться в яйцеклетку, имитируя естественный сигнал, возникающий при контакте сперматозоида с внешней поверхностью яйцеклетки, и инкубируя яйцеклетки с препаратом, выводящим их из неактивного состояния, в котором они обычно находятся перед оплодотворением.

Более глубокое понимание эндометриоза предполагает новые методы лечения

Открытие того, что эндометриоз связан с аутоиммунными заболеваниями, открывает совершенно новый способ лечения этого болезненного и малоизученного заболевания.

В результате серии экспериментов исследователи наконец получили яйцеклетки с уменьшенным вдвое числом хромосом, исключив лишние. К концу эксперимента 9% оплодотворённых яйцеклеток превратились в бластоцисты – клубок клеток, формирующийся примерно через пять-шесть дней после оплодотворения. Именно его обычно переносят в матку при ЭКО. Исследователи не пытались осуществить такой перенос и не сохраняли бластоцисты дольше шести дней.

Однако сочетание генов, составляющих оставшиеся хромосомы, оказалось особенно склонным к дефектам. «Я считаю, что этот подход пока ещё слишком незрелый, чтобы рассматривать его для клинического применения», — говорит Митинори Сайто из Киотского университета в Японии.

Кацухико Хаяси из Университета Осаки (Япония) согласен с этим, считая этот метод «высокосложным и хорошо организованным», но «слишком неэффективным и рискованным для немедленного клинического применения». Тем не менее, Хаяси утверждает, что команда совершила «значительный прорыв в деле сокращения генома человека вдвое». «Это достижение станет основой для новых технологий», — говорит он.

Миталипов говорит, что критика справедлива, добавляя, что его команда работает над решением проблемы дефектов. «Суть в том, что мы уже прошли полпути, но всё ещё не достигли желаемого результата», — говорит он.

Nature Communications DOI: 10.1038/s41467-025-63454-7

Источник: www.newscientist.com