Ученые из Японии превратили «взрослые» стволовые клетки из семенников самца мыши в половые клетки, которые можно использовать для лечения бесплодия или для выращивания сперматозоидов «в пробирке», заявляется в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

Сперматозоиды – мужские половые клетки – должны быть хорошо приспособлены для путешествия к яйцеклетке и к суровым условиям внешней окружающей среды, и поэтому их выращивание требует много ресурсов. Для их созревания и формирования требуются особые условия среды, которые поддерживаются клетками-«няньками» семенника. В частности, в этом процессе участвуют клетки Сертоли и Лейдига, которые отделяют «заготовки» сперматозоидов от остального организма и вырабатывают повышенное количество тестостерона.

В рамках предыдущего эксперимента в марте 2011 года группа ученых под руководством Такехико Огавы (Takehiko Ogawa) из Йокогамского университета (Япония) смогла вырастить сперматозоиды внутри семенника новорожденного мышонка, который они поместили в питательную среду, повторяющую по своему химическому составу и другим характеристикам условия внутри «живых» органов.

В начале августа 2011 года другой научный коллектив под руководством Митинори Саито (Mitinori Saitou) превратил эмбриональные стволовые клетки мыши в так называемые «примордиальные зародышевые клетки» (primordial germ cells). Они ввели их в семенники бесплодных самцов, где эти клетки превратились в сперматозоиды. Самцы смогли оплодотворить самок через несколько месяцев, и те воспроизвели здоровое потомство.

На этот раз группа Огавы вырастила сперматозоиды из «взрослых» стволовых клеток семенников (germline stem cells). Эти клетки, в отличие от эмбриональных стволовых клеток, сохраняются в организме на протяжении большей части жизни самца.

На сегодняшний день ученые пытаются приспособить эти клетки для борьбы с бесплодием, а также «научить» их превращаться в другие ткани организма.

Для этого Огава и его коллеги изучили то, как стволовые клетки ведут себя в семенниках взрослой мыши. Ученые «вставили» в эти клетки ген зеленой флуоресценции GFP и поместили их в семенник бесплодной мыши, который выращивался в питательной среде.

Они обнаружили, что стволовые клетки мигрировали в сторону специальных мембран, расположенных рядом с семенными канальцами – протоками, где образуется сперма. Затем клетки прикреплялись к мембранам и начинали активно делиться. Через некоторое время возникали небольшие колонии стволовых клеток, внутри которых возникали сперматоциты – «заготовки» взрослых половых клеток.

Как отмечается в статье, стволовые клетки вели себя абсолютно также и в случае, если их помещали в часть яичника, которая выращивалась в питательной среде в пробирке.

Биологи заявляют, что данная методика позволяет выращивать здоровые сперматозоиды из стволовых клеток бесплодных самцов, чьи семенники не способны выращивать гаметы из-за мутаций в ДНК клеток Сертоли и Лейдига.

Они вывели популяцию мышей, у которых был «выбит» ген, управляющий прикреплением стволовых клеток к стенке канальцев, и отобрали стволовые клетки из их семенников. Ученые пересадили эти клетки другим бесплодным грызунам, у которых был «отключен» ген, отвечающий за деление стволовых клеток внутри яичников. Через несколько недель в семенных железах второй группы мышей появились здоровые сперматоциты, что говорит об успешном восстановлении фертильности – способности к оплодотворению – у этих грызунов.