Рождение млекопитающих с двумя биологическими отцами может проложить путь к новым методам лечения бесплодия у людей. Исследователи смогли создать мышей с двумя биологическими отцами путём получения яйцеклеток из мужских клеток, что открывает радикально новые возможности для репродукции.
Это достижение может в конечном итоге позволить найти способ лечения тяжёлых форм бесплодия, а также открыть заманчивую перспективу того, что однополые пары в будущем смогут иметь совместного биологического ребёнка.
"Это первый случай создания прочных ооцитов млекопитающих из мужских клеток", - говорит Кацухико Хаяси, который руководил работой в Университете Кюсю в Японии и известен во всём мире как пионер в области выращивания яйцеклеток и сперматозоидов в лабораторных условиях.
Хаяси, который представил эту разработку на Третьем международном саммите по редактированию генома человека в Институте Фрэнсиса Крика в Лондоне спрогнозировал, что технически создание жизнеспособной человеческой яйцеклетки из мужских клеток станет возможным в течение десятилетия. При этом другие учёные считают, что эти сроки сильно преувеличены, если учитывать тот факт, что исследователям ещё предстоит создать жизнеспособные человеческие яйцеклетки из женских клеток, выращенных в лаборатории.
Ранее учёные уже создавали мышей, которые технически имели двух биологических отцов, пройдя через цепь сложных этапов, включая генную инженерию. Однако это первый случай культивирования жизнеспособных яйцеклеток из мужских клеток, который знаменует собой значительный прогресс. На данный момент коллеги Хаяси пытаются повторить это достижение с человеческими клетками, хотя для использования выращенных в лаборатории яйцеклеток в клинических целях потребуются значительные усилия, в том числе обеспечение их безопасности.
"Если рассматривать этот процесс с точки зрения технологии, то он будет возможен для людей даже через 10 лет", - говорит Хаяси, добавляя, что лично он был бы за то, чтобы эта технология использовалась в клинических целях для предоставления возможности двум мужчинам завести ребёнка, если будет доказана её безопасность. "Однако, я не знаю, будут ли клетки доступны для воспроизводства. Это вопрос не только для научной программы, но и для общества в целом".
Метод также можно применить для лечения тяжёлых форм бесплодия, включая женщин с синдромом Тёрнера, у которых отсутствует или частично отсутствует одна копия Х-хромосомы, при этом, по словам Хаяси, именно такое применение было основной мотивацией для исследования.
Некоторые учёные предполагают, что перенос предложенного метода на человеческие клетки может оказаться сложной задачей. Человеческие клетки требуют гораздо более длительного культивирования для получения зрелой яйцеклетки, что может увеличить риск приобретения клетками нежелательных генетических изменений.
Профессор Джордж Дейли, декан Гарвардской медицинской школы, назвал работу "невероятной", но добавил, что другие исследования показали, что создание выращенных в лаборатории гамет из клеток человека является более сложной задачей, чем из клеток мыши. "Нам всё ещё достаточно сложно понять уникальную биологию человеческого гаметогенеза, чтобы воспроизвести провокационную работу Хаяси на мышах", - сказал он.
Научная работа, результаты которой были представлены для публикации в одном из ведущих журналов, основывалась на последовательности сложных шагов по превращению клетки кожи, несущей мужскую комбинацию хромосом XY, в яйцеклетку с женской версией XX. Мужские клетки кожи были перепрограммированы в состояние, подобное стволовым клеткам, для создания так называемых индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. Затем Y-хромосома этих клеток была удалена и заменена Х-хромосомой, "позаимствованной" у другой клетки, чтобы получить клетки с двумя идентичными Х-хромосомами.
Фото: livejournal.com
"Самая большая хитрость заключается в дублировании Х-хромосомы", - говорит Хаяси. "Действительно предпринимались попытки создания системы для дублирования Х-хромосомы".
Наконец, клетки были выращены в органоиде яичника - культурной системе, созданной для воспроизведения условий внутри яичника мыши. Когда яйцеклетки были оплодотворены нормальными сперматозоидами, учёные получили около 600 эмбрионов, которые были имплантированы суррогатным мышам, в результате чего родилось семь детёнышей мышей. Эффективность, составляющая около 1%, была ниже, чем эффективность, достигнутая при использовании обычных женских яйцеклеток, где около 5% эмбрионов приводили к живорождению.
Мышата выглядели здоровыми, имели нормальную продолжительность жизни и могли иметь потомство во взрослом возрасте. Сейчас Хаяси с коллегами пытаются повторить такой процесс для создания человеческих яйцеклеток, выращенных в лаборатории.
Профессор Амандер Кларк, работающий над созданием выращенных в лаборатории гамет в Калифорнийском университете Лос-Анджелеса, говорит, что перенос результатов работы на человеческие клетки будет "огромным скачком", поскольку исследователям ещё предстоит создать выращенные в лаборатории человеческие яйцеклетки из женских клеток.
Учёные создавали предшественников человеческих яйцеклеток, но до сих пор клетки прекращали своё развитие до момента мейоза - критического этапа деления клеток, необходимого для развития зрелых яйцеклеток и сперматозоидов. "В настоящее время мы находимся в узком месте", - сказала Кларк. "Следующие шаги - это вызов генной инженерии. Однако преодоление этой проблемы может занять 10 или 20 лет".