Nauka

Plemniki z probówki

Do zapłodnienia komórki jajowej dochodzi w jajowodzie, gdzie dociera tylko kilka tysięcy plemników
GETTY IMAGES/FPM
Naukowcy stworzyli w laboratorium komórki, które dają początek męskiemu nasieniu i kobiecym jajeczkom
Czy poczęcie dziecka bez seksu jest możliwe? Dzięki stosowanej od ponad 30 lat technice pozaustrojowego zapłodnienia wiadomo, że tak. Wciąż jednak niezbędni są do tego kobieta i mężczyzna. A ściślej, komórka jajowa i plemnik. Czy może się to kiedyś zmienić? Odpowiedź również brzmi twierdząco. Do tej możliwości przybliżyły świat badania, których wyniki ukazały się w najnowszym "Nature". Dają one także nadzieję na rozwikłanie kwestii przyczyn niepłodności.
Naukowcy z amerykańskiego Stanford University School of Medicine stworzyli ludzkie komórki prekursorowe dla plemników i jajeczek. To właśnie z nich rozwijają się dojrzałe gamety niezbędne do poczęcia dziecka. Udało się to z pomocą embrionalnych komórek macierzystych pobranych od zarodków powstałych w wyniku sztucznego zapłodnienia. W przeciwieństwie do poprzednich tego typu badań efekty pracy uczonych okazały się na tyle dobre, że mogły powstać z nich plemniki. Tym samym stało się możliwe to, o czym naukowcy mogli do tej pory tylko marzyć: obserwowanie rozwoju ludzkich gamet w laboratorium. [srodtytul]Myszy nie pomogą[/srodtytul]
- Jest to osiągnięcie, które otwiera przed uczonymi możliwość badania tego, co dotychczas uważano za ukryte stadium rozwoju człowieka – komentuje Susan B. Shurin z National Institutes of Health, które częściowo sfinansowały projekt. Jak dodaje, może się on przyczynić do ustalenia przyczyn niepłodności niewiadomego pochodzenia. Ale także do poznania genezy wielu defektów wrodzonych i zaburzeń chromosomalnych u płodu. Zgadza się z tym dr Renee A. Reijo Pera, położnik i ginekolog, a zarazem główna autorka badań. – Niepłodność pojawia się po osiągnięciu dojrzałości płciowej – tłumaczy. – Uważa się jednak, że wiele jej form ma swój początek w nieprawidłowościach powstających na wczesnych etapie rozwoju embrionalnego. Stąd ich poznanie może być pomocne w ustaleniu, gdzie leży przyczyna niepłodności. Problem ten dotyka od 10 do 15 proc. par. Tylko w Stanach Zjednoczonych na ich leczenie wydaje się rocznie ponad 5 mld dolarów. Około połowy przypadków problemów ze spłodzeniem dziecka wynika z niemożności wyprodukowania przez organizm jajeczka bądź plemnika. Naukowcy dość długo szukali sposobu na poznanie procesu prowadzącego do przekształcenia się komórek ludzkiego embrionu w gamety. Utrudniał to fakt, że mechanizm ten zachodzi na bardzo wczesnym etapie rozwoju – zanim embrion osiągnie drugi tydzień życia. Próbowano prowadzić eksperymenty na zwierzętach. Nie pomogło to jednak w rozwikłaniu wszystkich zagadek. Jak podkreślają naukowcy, nasz układ reprodukcyjny jest unikalny. Nie wszystkie geny zaangażowane w jego działanie są takie same, jak u myszy. A zwiększenie lub zmniejszenie w łonie matki ich aktywności było do tej pory niemożliwe i nieetyczne. Dzięki badaniom Amerykanów udało się wszystkie te problemy obejść. [srodtytul]Uczeni grają w zielone[/srodtytul] Naukowcy rozpoczęli swoją pracę od małej modyfikacji genetycznej. Wprowadzili do embrionalnych komórek macierzystych fragment DNA odpowiedzialny za wytwarzanie znakowanego białka. Po znalezieniu się w komórkach dających początek gametom świeciło na zielono. Po dwóch tygodniach uczeni wyizolowali te z nich, które były kolorowe. Następnie przeprowadzili testy mające potwierdzić, czy oddzielone komórki zachowują się rzeczywiście jak potencjalne gamety. Użyli w tym celu genów podejrzewanych o udział w procesie dojrzewania komórek płciowych. Wszystkie trzy: DAZ, DAZL i BOULE, należą do tej samej rodziny. Pierwszy z nich został w połowie lat 90. odkryty przez dr Renee A. Reijo Perę. Udowodniła ona wówczas, że jego brak współtowarzyszy męskiej niepłodności. Przeprowadzone eksperymenty polegały na manipulowaniu aktywnością trzech genów. Uczeni ustalili, że do przekształcenia się embrionalnych komórek macierzystych w gamety niezbędna jest obecność DAZL. Po jego wyciszeniu cały proces był o połowę mniej efektywny. Z kolei DAZ i BOULE okazały się dla odmiany odgrywać ważną rolę w późniejszym stadium dojrzewania prekursorów komórek płciowych. Popychają je one do mejozy – podziału prowadzącego do redukcji liczby chromosomów o połowę, co umożliwia odtworzenie pierwotnej liczby chromosomów w zygocie. [srodtytul]Płeć ma znaczenie[/srodtytul] Co ciekawe, skutek działania trzech genów był inny w zależności od tego, czy poddano jego działaniu komórki macierzyste pochodzące z embrionu żeńskiego czy z męskiego. W pierwszym przypadku nadaktywność BOULE zwiększała odsetek komórek prekursorowych wśród embrionalnych komórek macierzystych z 2 do 12 proc. W drugim przypadku podobnej zależności naukowcy nie zauważyli. Stwierdzili, że w rozwoju żeńskich gamet gen ten może odgrywać większą rolę niż inne. Dr Pera już planuje kolejny etap badań – sprawdzenie, czy podobny efekt uda się uzyskać z pomocą indukowanych komórek macierzystych. Ich przewaga nad embrionalnymi polega na tym, że można je otrzymać z przeprogramowania dorosłych komórek organizmu, na przykład skóry. A to oznacza, że jej kawałek pobrany od osoby bezpłodnej można by przekształcić w komórkę płciową. Według uczonej po to, by móc ją zbadać pod kątem przyczyn niepłodności. Ale kto wie, czy kolejnym krokiem nie będzie wykorzystanie jej do poczęcia dziecka, które będzie miało tylko jednego rodzica.
Źródło: Rzeczpospolita

REDAKCJA POLECA

NAJNOWSZE Z RP.PL