Plemniki z laboratorium

Sztucznie wytworzone nasienie umożliwi walkę z męską niepłodnością

Publikacja: 23.03.2011 23:00

Plemniki z laboratorium

Foto: Fotorzepa, Marek Obremski Marek Obremski

Proces produkcji plemników jest jednym z najbardziej skomplikowanych i najdłużej trwających. U większości ssaków trwa ponad miesiąc. Z tego powodu naukowcom dotąd nie udawało się go powtórzyć w warunkach laboratoryjnych. W dzisiejszym "Nature" zespół japońskich specjalistów z Uniwersytetu w Jokohamie informuje o przełomie w tej dziedzinie.

Przełomie nie tylko naukowym, ale również medycznym. Ta metoda, udoskonalona –  wypróbowano ją tylko na myszach – może posłużyć do walki z niepłodnością pacjentów, którzy z powodu poddania się np. agresywnej chemioterapii utracili zdolność posiadania dzieci.

Trzy fazy w probówce

"Z powodu złożoności tego mechanizmu całego procesu spermatogenezy nie udało się wykonać w warunkach in vitro w przypadku ssaków, a także innych zwierząt, z wyjątkiem kilku szczególnych gatunków ryb" – napisali w "Nature" Japończycy z zespołu kierowanego przez Takuya Sato, urologa z Wydziału Medycznego Uniwersytetu w Jokohamie.

"Dowodzimy tu, że tkanka z jąder myszy zawierająca jedynie wczesne komórki macierzyste może dać w warunkach in vitro pełnowartościowe nasienie".

"Przepis na produkcję dojrzałych i w pełni funkcjonalnych plemników na laboratoryjnym szkiełku przez całe dekady wymykał się biologom reprodukcyjnym. Poprzednie wysiłki ograniczały się do wąskich fragmentów tego skomplikowanego procesu albo nie udawało się z pomocą takiego nasienia uzyskać zdrowego potomstwa" – komentują osiągnięcie Japończyków Marco Seandel i Shahin Rafii z nowojorskiego Weill Cornell Medical College.

Dlaczego to takie trudne? W największej mierze wynika to ze złożoności procesu. Przebiega on w kilku etapach i trwa wiele dni. Najpierw komórki macierzyste (spermatogonia) dzielą się, tworząc spermatogonia typu A i B. Następnie powstają spermatocyty I rzędu i przez kolejne etapy podziałów komórkowych – spermatydy, a dopiero z nich plemniki. W dodatku spermatydy muszą być otoczone specjalnymi komórkami (tzw. komórkami Sertoliego), aby proces produkcji nasienia przebiegł poprawnie.

Szansa dla młodych pacjentów

Dla biologów odtworzenie takich warunków to prawdziwy koszmar. Co nie znaczy, że nie próbowano. Pierwsze eksperymenty z hodowlą części organów w celu produkcji plemników przeprowadzono pod koniec lat 30. XX wieku. Później usiłowano uzyskać to samo w hodowli linii komórkowych. Bez efektu.

Japoński zespół wrócił do pomysłu wykorzystania części tkanki jąder myszy. Pobrano fragmenty o średnicy 1 – 3 mm i poddano je kąpieli w związkach chemicznych, zapewniając jednocześnie dopływ tlenu. Eksperymentowano z temperaturą (optymalna okazała się 34 st. C) i składem surowicy wykorzystywanej w hodowli. Jak podkreślają naukowcy, uformowanie się plemników zostało  potwierdzone w 38. i 60. dniu.

Aby sprawdzić, czy wszystko działa jak należy, wypróbowano gamety do zapłodnienia. Uzyskano zdrowe potomstwo, które następnie ze sobą skrzyżowano, sprawdzając, czy jest płodne. Zbadano też, czy tkanka jąder zachowuje możliwości produkcyjne po zamrożeniu.

Po co te testy? Celem eksperymentów jest przygotowanie metody "przechowywania płodności" z myślą o chłopcach, którzy muszą się poddać np. agresywnemu leczeniu raka. W przypadku starszych mężczyzn nie jest to już tak trudne – wystarczy zamrozić ich nasienie.

Oto jak miałoby to wyglądać: młody pacjent poddawałby się biopsji, w której efekcie niewielka część tkanki jądra zostałaby zamrożona i przechowana. Następnie mógłby się poddać potencjalnie niebezpiecznej dla jego płodności metodzie leczenia (chemio- lub radioterapii wykorzystywanej w leczeniu nowotworów). Jeżeli skutkiem ubocznym będzie niepłodność, później, gdy pacjent zapragnie mieć dzieci, wystarczy tkankę rozmrozić, wyhodować plemniki i dokonać zapłodnienia in vitro.

Dla dobra nauki

Oczywiście naukowcy pod kierunkiem Takuya Sato zamierzają najpierw przeprowadzić testy na kolejnych zwierzętach. Ich zdaniem umożliwi to lepsze poznanie procesu spermatogenezy i zbadanie przyczyn męskiej niepłodności.

Podobnie uważa prof. Karim Nayernia z Uniwersytetu Newcastle, który w 2009 roku wyhodował plemniki z zarodkowych komórek macierzystych. Naturalnie nie posłużyły one do zapłodnienia. – Rozumiemy, że ludzie mogą się takich rzeczy obawiać, ale to nie oznacza, że stworzymy człowieka w probówce. Nie mamy takiego zamiaru – podkreślał prof. Nayernia. – To praca, która pozwoli zbadać, dlaczego niektórzy nie mogą mieć dzieci, i być może opracować metody leczenia niepłodności.

Proces produkcji plemników jest jednym z najbardziej skomplikowanych i najdłużej trwających. U większości ssaków trwa ponad miesiąc. Z tego powodu naukowcom dotąd nie udawało się go powtórzyć w warunkach laboratoryjnych. W dzisiejszym "Nature" zespół japońskich specjalistów z Uniwersytetu w Jokohamie informuje o przełomie w tej dziedzinie.

Przełomie nie tylko naukowym, ale również medycznym. Ta metoda, udoskonalona –  wypróbowano ją tylko na myszach – może posłużyć do walki z niepłodnością pacjentów, którzy z powodu poddania się np. agresywnej chemioterapii utracili zdolność posiadania dzieci.

Pozostało 86% artykułu
Nauka
W organizmach delfinów znaleziono uzależniający fentanyl
https://track.adform.net/adfserve/?bn=77855207;1x1inv=1;srctype=3;gdpr=${gdpr};gdpr_consent=${gdpr_consent_50};ord=[timestamp]
Nauka
Orki kontra „największa ryba świata”. Naukowcy ujawniają zabójczą taktykę polowania
Nauka
Radar NASA wychwycił „opuszczone miasto” na Grenlandii. Jego istnienie zagraża środowisku
Nauka
Jak picie kawy wpływa na jelita? Nowe wyniki badań
Materiał Promocyjny
Bank Pekao wchodzi w świat gamingu ze swoją planszą w Fortnite
Nauka
Północny biegun magnetyczny zmierza w kierunku Rosji. Wpływa na nawigację