Научници под руководством Kотара Сасакија са Универзитета Пенсилванија најпре су плурипотентне ћелије претворили у такозване примордијалне ћелије заметка, прве претече из којих се касније развијају сперматозоиди или јајне ћелије. На том кораку су досадашњи покушаји углавном запињали.
Неплодност погађа приближно сваку шесту одраслу особу, а мушкарци у томе учествују у отприлике половини случајева. Узрок мушке код многих остаје непознат, поред осталог и зато што научници још не разумеју у потпуности све фазе настанка сперматозоида. Управо због тога је ново истраживање објављено у часопису Cell Stem Cell привукло велику пажњу. Истраживачи су из људских индукованих плурипотентних матичних ћелијаа (iPSC), које се могу добити репрограмирањем одраслих – на пример из крви, створили ћелије с кључним обележјима сперматогоније из које настају сперматозоиди. Део је напредовао до почетка мејозе, посебне деобе у којој се број хромозома преполовљује. Важно је нагласити да у реченом истраживању нису створили зреле људске сперматозоиде, нити су њима оплодили људску јајну ћелију. Но направити корак који се годинама сматрао једном од највећих препрека у разумевању развоја мушких полних ћелија. Kако су добијени из ћелија крви?
Следећи изазов био је подстаћи iPSC да крену путем којим у ембрионалном развоју настају полне ћелије. Научници под руководством Kотара Сасакија са Универзитета Пенсилванија најпре су плурипотентне ћелије претворили у такозване примордијалне ћелије заметка, прве претече из којих се касније развијају сперматозоиди или јајне ћелије. На том кораку су досадашњи покушаји углавном запињали. Људске ћелије једноставно нису добијале одговарајуће сигнале за даљи развитак. У новој студији научници нису довршили цео процес само у лабораторијској посуди. Људске ћелије заметка повезали су с мишјим потпорним ћелијама да створе окружење налик феталном тестису, у којем су добијале молекуларне сигнале потребне за даље напредовање.
Такве структуре су потом пресадили под капсулу бубрега имунодефицијентних мишева, чији ослабљени имуни систем није одбацивао стране ћелије, подручје уз бубрег осигурало им је добру опскрбу крвљу и повољне услове развоја. После неколико месеци истраживачи су утврдили да су се људске ћелије развиле у сперматогоније, ране мушке ћелије заметка из којих сазревањем настају сперматозоиди. Анализе су показале да су биле изненађујуће сличне природним сперматогонијама у људским тестисима. То је важно јер се сматра да многи облици мушке неплодности настају управо тада. Ако у лабораторији верно репродукују тај развојни пут, боље ће докучити зашто код неких мушкараца производња сперматозоида никада не започне или се заустави у раној фази. Другим речима, посматраће цео процес готово од самог почетка.
У новом истраживању научници су начинили велики искорак, али треба имати на уму да је пут од сперматогоније до зрелог сперматозоида дуг и сложен. Наиме, у људском организму сперматогенеза траје отприлике два и по месеца и укључује низ прецизно усклађених деоба и генетских и епигенетских промена. Поремећаји у било којој фази могу зауставити развој ћелија или повећати ризик од хромозомских и других неправилности. Зато аутори наглашавају да њихово проучавање неће омогућити скору клиничку примену, него боље разумевање људске биологије. У научном чланку истичу да ово истраживање нуди основу за проучавање развоја људских ћелија заметка и болести које утичу на плодност.
Ново изучавање наставак је више од деценије покушаја да се развој полних ћелија реконструше ван тиела. Јапански истраживачи су 2011. из сперматогонијских матичних ћелија миша у лабораторијски гајеном ткиву тестиса створили функционалне мушке полне ћелије, које су након микроскопске оплодње довеле до рођења здравих младунаца. Исти тим је 2012. из мишјих плурипотентних матичних ћелија начинио јајне ћелије из којих су настали плодни потомци, а 2016. у лабораторији су успешно реконструисали цео развојни процес женских полних ћелија. Но, пренос таквих поступака на људе показао се захтевним. Наиме, развој људских ћелија заметка траје знатно дуже, а услови који управљају сазревањем кудикамо су сложенији и нису потпуно познати.
Научници би једнога дана из властитих ћелија могли стварати лабораторијске моделе развоја ћелија заметка и утврђивати у којој се фази јавља поремећај, и то помогло у смишљању нових лекова или прецизнијем одабиру лечења за поједине облике неплодности. До стварања функционалних људских сперматозоида у лабораторији вероватно ће проћи много година. Пре тога се мора доказати да су генетски стабилни, да немају скривене мутације и да се развијају на исти начин као природни. У сваком случају, овај резултат представља важан научни искорак.
Последњих месеци је пажњу привукла тврдња америчке новоосноване (startup) Paterna Biosciences да је из сперматогонијских матичних ћелија издвојених из ткива тестиса у лабораторији створила људске сперматозоиде и употребила их за оплодњу јајних ћелија. Према магазину WIRED +ембриони су изгледали уредно, али то само по себи не потврђује да су били генетски исправни, ни да се могу поуздано развијати. Налази још нису објављени у рецензираном научном часопису, а нису их независно потврдили ни други научници. Kомпанија, иначе, најављује опсежније упоређивање оплодње природним и лабораторијски произведеним сперматозоидима и анализе могућих физичких и генетских неправилности тако добијеним ембриона.
(АI илустрација)
(Индекс)
