Ученые из Киотского университета воспроизвели полный цикл оогенеза на основе стволовых клеток в лабораторных условиях. Результаты работы опубликованы в журнале Nature.

Стволовые клетки могут развиваться в клетки различных тканей и органов. Они имеются у многих многоклеточных, в том числе человека. Помимо эмбриональных (ЭСК), изначально плюрипотентных, выделяются индуцированные стволовые клетки (иСК) — клетки с «удаленной» памятью на специализацию. Интерес к их применению обусловлен возможностью быстро культивировать биоматериал, подходящий реципиенту, и трансплантировать его для лечения заболевания.

В 2012 году японские ученые провели эксперимент по выращиванию яйцеклеток и сперматозоидов из ЭСК и иСК мышей. Первые были получены из эмбрионов животных, вторые — из взрослых особей и затем перепрограммированы. В результате авторы получили зрелые зародышевые клетки, которые повторяли морфологию «нормальных» клеток. Для завершения цикла оогенеза in vitro требовалось трансплантировать новый материал мышам-реципиентам.

В новой работе исследователи вырастили из иСК и ЭСК оогонии — предшественников яйцеклетки — и культивировали их в сочетании с клетками, выделенными из фетальных яичников мышей, более месяца. Это позволило авторам получить свыше 50 зрелых яйцеклеток. Доля хромосомных аномалий в последних была выше, чем в «нормальных», но большинство из них — 75 процентов — несли правильный набор хромосом.

Затем новые яйцеклетки смешивались со сперматозоидами, а сформировавшихся двухклеточных зародышей трансплантировали материнским особям. Доношенные щенки развивались из плюрипотентных клеток только в 3 процентах случаев, для первоначально зрелых яйцеклеток, которые были оплодотворены «в пробирке», показатель составил 62 процента. Тем не менее, прежде получить щенков таким способом удавалось в менее чем 1 проценте случаев.

Кроме того, ученые сумели выделить из выращенных стволовых клеток эмбрионов новые линии ЭСК. По их словам, это завершает воссоздание цикла оогенеза в искусственной среде.

Потенциально технология может использоваться в лечении бесплодия у человека. Она также может лечь в основу методов генной инженерии, которые направлены на получение на основе ЭСК или иСК яйцеклеток с определенными свойствами. Однако, авторы отмечают, что клиническим испытаниям методики будут предшествовать многочисленные исследования, главной целью которых станет повышение ее безопасности.