Из стволовых клеток впервые получены предшественники половых клеток человека

Группа учёных из Университета Кембриджа (University of Cambridge, Великобритания) совместно с коллегами из Института Наук Вейцмана (Weizmann Institute of Science, Израиль), используя клетки кожи, получила в лаборатории стволовые клетки, способные превратиться в яйцеклетки и сперматозоиды человека. Эта методика может стать первой ступенью в лечении бесплодия. Результаты опубликованы 24 декабря в журнале Cell.

В 2012 г. подобные опыты уже проводились японскими учёными под руководством Митинори Саиту (Mitinori Saitou) на мышах. Тогда исследователям даже удалось получить здоровое потомство грызунов. Однако после долгих безуспешных попыток впервые результаты получены при эксперименте с клетками человека.

После оплодотворения яйцеклетки сперматозоидом она начинает делиться на кластеры клеток, формирующих бластоцисту – раннюю стадию развития эмбриона. Бластоциста состоит из двух типов клеток – один отвечает за развитие плаценты, из второго развиваются эмбриональные стволовые клетки (ЭСК), дающие начало клеткам всех тканей будущего организма, в том числе, и половым клеткам.

Именно такие первые искусственные примордиальные половые клетки (ППК, предшественники половых клеток человека) и удалось получить команде, возглавляемой доктором Азимом Сурани (Azim Surani) из Кембриджского университета и доктором Якобом Ханной (Jacob Hanna) из Института Наук Вейцмана.

Они тщательно проанализировали предыдущие неудачные эксперименты коллег по получению ППК человека и выявили главную причину – существенные различия между ЭСК мыши и человека. У людей решающую роль в дифференциации стволовых клеток играет ген SOX17. Несмотря на сходство развития эмбрионов мыши и человека, аналог этого гена у грызунов не участвует в процессе.

Известно, что ген SOX17 принимает участие в дифференцировке стволовых клеток, способствуя превращению эндодермальных клеток в клетки лёгких, кишечника и поджелудочной железы.

«Подкорректировав» стволовые клетки человека, опираясь на сделанные выводы, группа Сурани и Ханны с помощью иПСК, перепрограммированных из клеток кожи группы мужчин и женщин, получила ППК с достаточно высокой эффективностью — 25-40%.

Тестирование показало, что такие искусственно полученные предшественники половых клеток обладают множеством характерных маркеров. В частности, их эпигенетический паттерн – химические модификации хромосом, влияющие на экспрессию генов – схож с таковым у «естественных» ППК. Значительное сходство также продемонстрировали и белковые маркеры.

Следующим этапом исследования должно быть внедрение полученных стволовых клеток в семенники и яичники животных, в том числе и приматов.

Однако эксперименты с ЭСК человека носят очень деликатный характер. Ханна отмечает, что прежде, чем приступить к дальнейшим исследованиям, его команда хочет посмотреть на реакцию научного сообщества после публикации статьи.

Также необходимо законодательно разрешить эксперименты с эмбриональными клетками человека для дальнейших разработок лечения бесплодия у стерильных женщин и мужчин. Во многих странах мира подобные исследования запрещены.