Forskare lyckades omprogrammera stamceller i spermatozoonprekursorceller

Forskare har länge försökt få spermier och ägg i laboratoriet. Detta skulle göra det möjligt för oss inte bara att förstå djupare en av de mest grundläggande biologiska processerna utan även i framtiden att utveckla nya sätt att hjälpa infertila par. Genom att använda embryonala stamceller som teoretiskt kan omvandlas till någon typ av celler har flera forskningsgrupper uppnått viss framgång de senaste åren, men ingen har kunnat få livskraftiga bakterieceller.

Nyligen har forskare från Kyoto universitetet (Kyoto-universitetet) funnit ett sätt att omprogrammera embryonala stamceller från musen till spermatosonprekursorceller och med hjälp av den resulterande spermien få normala möss. Deras forskning kan så småningom leda till utveckling av fundamentalt nya metoder för behandling av manlig infertilitet. Men, som lagledare biologen Mitinori Saitou (Mitinori Saitou) tror, kommer det att kräva att lösa flera "väldigt komplexa" tekniska och etiska frågor.

Såsom är känt, utvecklas spermier och ägglossningar från primära eller primordiella könsceller (primordiala bakterieceller, PGC). Primordiella könsceller bildas i de tidiga stadierna av embryogenes från massan av celler som kallas epiblast. För några år sedan lärde forskare att ta epiblastceller från ett musfoster och omvandla dem till epiblaststamceller som kan regenereras i ett laboratorium under en längre tid. Forskare hoppades att sådana celler kan användas för att producera primordiala bakterieceller och slutligen spermier och ägg. Men, trots år av experiment, lyckades ingen. Japanska forskare kom till slutsatsen att när epiblaststamcellerna som erhållits i laboratoriet förvärvar förmågan för långvarig tillväxt, förlorar de förmågan att bilda sexceller.

Därför beslutade de att odla musembryonala stamceller i en cocktail av tillväxtfaktorer för att få celler nära epiblastceller som lever bara några dagar. Forskarna fann att 2-dagars celler kan användas för att producera celler som är nära primordiella bakterieceller. Införda i testiklar av möss som inte kunde producera sin egen spermier, matade sådana primordiella stamceller i spermier, vilka i experiment med in vitro befruktade befruktningen av ägget. Forskare implanterade de resulterande embryonerna till surrogatmödrar som producerade normala avkommor. De som föddes i detta ovanliga sätt av möss växte upp i bördiga honor och män och gav senare även friska avkommor. På liknande sätt kan produktivt avkomma också erhållas från inducerade pluripotenta stamceller (inducerade pluripotenta stamceller, iPSCs) differentierade från vuxna hudceller.

"Allt jag kan säga är" wow "! Det är ett genombrott! ", Kommenterade Orly Lacham-Kaplan, en specialist inom reproduktiv biologi från Monash University i Australien.

Detta arbete ger bevis "som härrör från embryonala stamceller av primordiala könsceller kan utvecklas till funktionella könsceller" - fäst vid sin åsikt Amander Clark (Amander Clark), biolog vid University of California i Los Angeles (University of California, Los Angeles), som kallade japanska forskares arbete "ett avgörande genombrott i vår förståelse av principerna för utveckling av sexceller".

Enligt Sait måste forskare kringgå många fler hinder. De skulle vilja lära sig att genomföra hela processen med att erhålla mogna spermatozoer direkt i laboratoriet, snarare än att införa liknande primordiella könsceller i testiklarna för mognad. Ett annat mål är att få in vitro äggceller. Inte bara för att förstå processen själv, utan att i slutändan försöka hjälpa infertila kvinnor. Men först och främst att överföra resultaten av sitt arbete till kliniken är det nödvändigt att fastställa huruvida "receptet" som de fann så framgångsrikt för stamceller från möss kommer att fungera på mänskliga celler.

[1], [2]