Сперматозоиды и зрелые ооциты развиваются из примордиальных клеток. Эти половые клетки образуются в раннем эмбриогенезе из эпибласта. Несколько лет назад исследователи научились забирать эпибластастные клетки из эмбриона мышей и преобразовывать их в эпибластные стволовые клетки, которые могут регенерировать in vitro в течение длительного времени. Исследователи надеялись, что стволовые клетки эпибласта можно будет использовать для производства примордиальных половых клеток, и, в конечном счете, создавать полноценные сперматозоиды и ооциты. Несмотря на многолетние попытки, никому ещё этого не удавалось. После серии исследований группа ученых Киотского университета сделала заключение, что созданная в лабораторных условиях стволовая клетках эпибласта, обретает способность роста in vitro, но теряет свою способность образовывать половые клетки.
В новых исследованиях использовались стволовые эмбриональные клетки (СЭК), из которых теоретически могут образовываться все типы клеток. Специалисты Киотского университета открыли способ превращения мышиных СЭК в клетки-предшественники сперматозоидов и использовали полученную сперму для воспроизводства нормального помета.
«Это открытие в конечном итоге может привести к успешному лечению мужского бесплодия. Но для внедрения этих открытий в практику потребуется решить ряд сложных технических и этических вопросов» — говорит руководитель исследовательской группы биолог Митинори Саиту (Mitinori Saitou).
Так ученые выращивали СЭК мышей в питательных коктейлях с добавлением факторов роста и белков. Полученные эпибласт-подобные клетки могли поддерживать жизнедеятельность в течение всего нескольких дней. 2-дневные клетки могли образовывать клетки, подобные примордиальным половым клеткам. В нефункционирующих яичках мышей из этих примордиальных половых клеток образовались сперматозоиды, которые затем были способны к оплодотворению «в пробирке». Исследователи имплантировали эмбрион в матку суррогатных мышей-матерей, которые родили здоровое потомство. Результаты исследования опубликованы в журнале Cell.
Саиту считает, что существует много препятствий. Хотелось бы научиться создавать сперматозоиды полностью в лабораторных условиях, а не вводить примордиальные половые клетки в яички для созревания. В дальнейшем ученые хотят научиться создавать и ооцисты.