В течение жизни женщины из сотен тысяч молодых яйцеклеток, находящихся в яичнике к моменту её половой зрелости, лишь не более пятисот достигнут этапа овуляции. Изначально все яйцеклетки представляют собой так называемые ооциты первого порядка, задержанные на ранней стадии деления (мейоза). Большинство из них пребывают в таком состоянии десятки лет на протяжении всего репродуктивного периода. Только малая часть выборочно подвергается активации и проходит процесс созревания

Внешне это выражается в росте ооцита и формировании вокруг него сферического окружения из гранулярных клеток и тека-клеток. Такое образование носит название вторичного фолликула. Гранулярные клетки при этом несут важные питающую и эндокринную функции. В частности, они синтезируют эстрогены, получая от тека-клеток андрогены в качестве субстрата. Гормональное воздействие на ооцит приводит к тому, что он «просыпается», завершает приостановленный ранее мейоз, в результате чего из одной яйцеклетки возникают две. Деление крайне асимметрично. Одна клетка остаётся большой и фактически сохраняет в себе все необходимые питательные вещества и цитоплазматические компоненты, а другая имеет очень малый размер и впоследствии деградирует. Её называют полярным тельцем. Большая же яйцеклетка, оставшаяся после мейоза, с этого момента становится ооцитом второго порядка. Она продолжает развитие, накапливает рибосомы, липиды и информационную РНК, которая впоследствии будет регулировать синтез белков, необходимых на ранних стадиях роста эмбриона.

Попытки вырастить зрелые ооциты в лабораторных условиях наталкивались на преграду, связанную с тем, что различные типы клеток располагались не так, как это происходит внутри живого органа. Клетки фактически просто растекались по поверхности чашки Петри. Это препятствовало их взаимодействию между собой. Нужные связи не образовывались, и обмен сигналами, направляющими развитие яйцеклетки, был сильно затруднён. Чтобы клеточная культура превратилась в функционирующую ткань, необходимо формирование трёхмерной структуры, близкой к той, что складывается в естественных условиях. Во второй половине 2000-х группа биоинженеров из Университета Брауна, возглавляемая Джеффри Морганом (Jeffrey Morgan), разработала специальную 3D-чашку Петри, позволяющую строить из клеток объёмные кластеры. Она сделана из гидрогеля агарозы. Пористость этого материала обеспечивает возможность циркуляции питательных веществ и вывод отходов. В то же время клетки не прилипают к гелю и могут свободно расти во всех трёх направлениях, образуя приближенные к природным структуры. Группа Моргана испытала своё изобретение на клетках различных типов, в том числе клетках кожи, печени и нервной системы. Исследования показали, что в 3D-чашках скорость роста, экспрессия генов и принимаемые формы клеточных культур заметно отличаются от тех, что наблюдаются при выращивании на обычной двухмерной поверхности.

Сандра Карсон (Sandra Carson), профессор акушерства и гинекологии медицинской школы при Университете Брауна, применила разработку соседей по университету. Изучая взаимодействие клеток в процессе созревания ооцита, она выяснила, что с помощью 3D-чашки Петри-Моргана может усложнить свои эксперименты и построить лабораторный аналог женского яичника. Сначала её группой были выделены тека-клетки из ткани яичников нескольких женщин репродуктивного возраста. Затем тека-клетки поместили в каркас из агарозного геля, где они прижились. Спустя некоторое время к ним подселили гранулярные клетки и незрелые ооциты. Несмотря на то, что клетки были от разных доноров, они успешно взаимодействовали. Тека-клетки полностью окружили новоприбывших, как это должно происходить при формировании вторичного фолликула. Кроме того, учёные зафиксировали появление полярного тельца. Это означает, что яйцеклетка прошла через стадию деления (мейоза) и превратилась в ооцит второго порядка. Таким образом, клеточная конструкция, созданная в 3D-чашке Петри, сработала как настоящий яичник. (см. статью «Успешно прошел клинические испытания первый искусственный яичник»)

Несомненно, должно пройти время, прежде чем этот первый успешный результат перерастёт в развитую технологию. Но уже сейчас можно предположить, кто первым ощутит пользу от исследований. Скорее всего, это будут женщины, страдающие бесплодием, а также те, кто вынужден проходить курс лечения от рака и хотел бы в будущем родить ребёнка. К сожалению, негативные эффекты химиотерапии и воздействия радиации зачастую сказываются на репродуктивной функции. Часть женщин до начала лечения прибегают к искусственному оплодотворению (ЭКО) с замораживанием эмбрионов до лучших времён. Однако не у всех к тому моменту есть партнёры-мужчины, и, кроме того, не всегда есть время для гормональной терапии, требующейся для созревания яйцеклеток. Выходом в такой ситуации как раз может стать технология забора у пациентки незрелых ооцитов и доведение их до поздних стадий в лаборатории. Тем более что их в ткани яичника на порядок больше, нежели взрослых яйцеклеток.

Развитие методов объёмного выращивания тканей приведёт к прорывам в трансплантологии. Возможность создать запасной орган и пересадить его в случае надобности трансформирует медицину и изменит отношение людей к своему здоровью. В обозримом будущем операции по замене органов и частей тела могут стать распространённым явлением. Однако эксперименты, касающиеся репродуктивной системы человека, стоят особняком, поскольку непосредственно затрагивают процесс появления новой жизни и проблематику абортов. По мере того как всё больше функций организма научатся воссоздавать за его пределами, актуальным станет вопрос лабораторного моделирования различных стадий беременности. Об этом можно говорить лишь применительно к отдалённому будущему. Тем не менее наука достигла того уровня, который позволяет не отвергать потенциальное создание человеческого инкубатора как нереализуемую задачу.

Путь от незрелого ооцита до оплодотворённой яйцеклетки и далее до пятидневного эмбриона «осуществим» уже сейчас. С другой стороны, сокращается возраст недоношенного плода, начиная с которого его могут выходить. В уникальных ситуациях специалистам приходится извне обеспечивать важнейшие процессы жизнедеятельности. В медицинской литературе описано немногим более двадцати эпизодов, когда после смерти беременной женщины плод оставался живым, и врачи прибегали к искусственному поддержанию функционирования организма матери с целью продолжения развития ребёнка в утробе. Самый продолжительный период нахождения плода в мёртвом теле был зафиксирован в 1989 году – 107 суток жизнеобеспечения, начиная с возраста 15 недель. В течение всего срока такой необычной беременности медикам приходится решать вопросы гомеостаза материнского организма: механическая вентиляция, постоянная доставка крови в плаценту, обеспечение питательными веществами, витаминами и микроэлементами, поддержание pH, поступление гормонов, регуляция температуры тела, защита от инфекций и загрязнений, вывод отходов и прочее. При этом подавляющее большинство исходов положительные, то есть плод успешно доводили до стадии, когда можно было делать кесарево сечение и вызволять младенца на свет.

Создание искусственного яичника приближает нас к будущему, где все этапы внутриутробного развития будут осуществимы in vitro, вне материнского организма. Этой технологией преимущественно будут пользоваться женщины, которые по тем или иным причинам не могут выносить плод – по состоянию здоровья или в силу возраста. Однако нельзя исключать, что инкубаторы получат гораздо большее распространение. В этом случае, в частности, изменится социальный статус женщины, и она больше не будет связана с деторождением. Предлагая читателю самостоятельно поразмыслить над вероятными сценариями, позволю предположить, что общество изменится кардинальным образом.

Автор: Денис Тулинов для STRF.ru

Ссылка по теме:

http://www.nanonewsnet.ru/…nyi-yaichnik