Вчені створили яйцеклітини, здатні до запліднення, використовуючи ДНК зі звичайних клітин шкіри. Це може стати великим проривом у дослідженні безпліддя.
Використовуючи нещодавно розроблену технологію видалення зайвих хромосом, група під керівництвом клінічного біолога Нурії Марті-Гутьєррес з Орегонського університету охорони здоров'я та науки створила людські яйцеклітини, здатні до успішного запліднення та розвитку у зиготи.
Результати дослідження опубліковані у журналі Nature Communications.
Автори припускають, що клінічне застосування цієї технології можливе не раніше ніж за 10–15 років, і деякі ключові проблеми та етичні перешкоди залишаються. Проте це експериментальне підтвердження концепції, яке може дати надію на вирішення майбутніх випадків безпліддя.
"Ми можемо використовувати клітинний апарат зрілого ооциту для фактичного перепрограмування соматичної клітини, замість того, щоб покладатися на місяці культивування клітин для отримання індукованих плюрипотентних стовбурових клітин", - розповіла ScienceAlert акушер-гінеколог і репродуктивний ендокринолог Паула Амато.
«Теоретично це економить час і потенційно призводить до зменшення генетичних та епігенетичних аберацій».
Безпліддя торкається мільйонів людей у всьому світі. Офіційно воно визначається як неможливість завагітніти після 12 місяців спроб, і причин може бути безліч. Серед них — порушення функціонування гамет, чи то сперми, чи яйцеклітини, чи їх комбінація.
Причин порушення функціонування яйцеклітин може бути безліч: від таких захворювань, як рак, до вікового зниження кількості та якості ооцитів з яких розвиваються яйцеклітини. Один з можливих методів лікування включає метод, званий гаметогенезом in vitro (ГВК), який передбачає створення гамет з використанням власного генетичного матеріалу пацієнта. Це вдалося зробити на мишах, але не на людях.
Перенесення ядра соматичної клітини (ПЯСК) — це різновид ГВК, за якого ядро яйцеклітини замінюється ядром соматичної клітини, чи клітини тіла. Однак цей метод сам по собі має суттєві складнощі. Одна з них – додаткові хромосоми. Нормальна гамета містить один набір із 23 хромосом, що вдвічі менше, ніж у більшості соматичних клітин. Гамета, створена за допомогою ПЯСК, містить 46 хромосом.
Щоб розв'язати цю проблему, дослідники розробили метод, який вони називають мітомеозом, — штучний метод, що імітує природний процес поділу клітин.
"Ядро (що містить ДНК) клітини шкіри потенціальної батьківської клітини переноситься в донорський ооцит (яйцеклітину), у якого видалено ядро", - пояснює Амато.
"Потім реконструйовану яйцеклітину індукують до витіснення половини хромосомного набору для досягнення гаплоїдії (23 хромосоми). Цей процес ми називаємо «мітомеозом». Гаплоїдна яйцеклітина потім запліднюється спермою іншого передбачуваного батька, внаслідок чого утворюється диплоїдна зигота (ембріон), бажано з нормальним числом хромосом (46 – по половині кожного батька)".
Використовуючи цю техніку, дослідники створили 82 функціональні ооцити, використовуючи яйцеклітини й шкіру донорів, які дали згоду. Потім вони запліднили ооцити спермою донорів.
Результати виявилися неоднозначними. Більшість ооцитів зупинилося у розвитку на стадії розподілу від 4 до 10 клітин. Близько 9% продовжили розвиватись у бластоцисту – відносно низький показник, але це перша успішна демонстрація працездатності методу. Експеримент був перерваний на шостий день розвитку, оскільки саме на цьому етапі бластоциста, що розвивається, зазвичай імплантується пацієнту.
У бластоцист було виявлено ознаки хромосомних аномалій, оскільки викид додаткового хромосомного матеріалу під час мітомеозу був випадковим. Це являє собою наступне завдання, яке належить вирішити.
"Якщо ембріон не містить нормальної кількості хромосом, тобто по одній з кожної з 23 пар, він не розвиватиметься нормально і не дасть здорову дитину", - сказала Амато. «Нині ми працюємо над способами покращення спарювання та сегрегації хромосом, щоб забезпечити нормальний набір хромосом в отриманих ембріонах».
Вдосконалення цієї технології, ймовірно, займе щонайменше десять років, попереджує Амато. Але цей успіх демонструє здійсненність мітомеозу й одночасно відкриває чіткий шлях для подальших досліджень.
«Вперше вчені показали, що ДНК зі звичайних клітин організму можна помістити в яйцеклітину, активувати й змусити її хромосоми ділитися навпіл, імітуючи особливі етапи, які зазвичай призводять до утворення яйцеклітин і сперматозоїдів», — каже фахівець з питань фертильності Їн Чонг з Університету Саутгемптона у Великій Британії, який не брав участі в дослідженні.
«Хоча це поки що дуже рання лабораторна робота, у майбутньому вона може змінити наше розуміння безпліддя та викиднів і, можливо, одного разу відкриє шлях до створення клітин, подібних до яйцеклітин або сперматозоїдів, для тих, хто не має інших варіантів».
