Вспомогательные клетки яичника впервые заменили яйцеклетку при зачатии мыши

Lin Liu

Китайские эмбриологи научились добывать яйцеклетки из вспомогательных клеток яичника мыши. Они продемонстрировали, что такой метод безопасен для генома клеток и позволяет получить полностью жизнеспособное потомство. Едва ли он заменит яйцеклетки тем, у кого они по каким-то причинам не производятся, но теоретически может помочь людям с пониженной фертильностью — или тем, кто задумал себе «ребенка на заказ». Работа опубликована в журнале Cell Reports.

После того, как японские ученые Такахаши и Яманака придумали технологию репрограммирования соматических клеток в эмбриональные, появилась идея лечить таким образом бесплодие. Ведь если из любой клетки тела можно получить любую другую, то можно выращивать сперматозоиды и яйцеклетки для тех, у кого их по каким-то причинам недостаточно. Такие работы действительно появились, однако эффективность репрограммирования и выращивания половых клеток, как, впрочем, и любых других, все еще невелика.

Кроме того, классические методы репрограммирования предполагают генетическую модификацию клеток. В них необходимо внедрить «факторы Яманаки» — транскрипционные факторы, которые меняют экспрессию генов в клетках, и удобнее всего это делать с помощью вирусных векторов. Для всех других типов клеток этот метод подходит, но не для половых: вирусы могут внести какие-то изменения в геном, который может потом сказаться на здоровье потомства.

Поэтому группа исследователей под руководством Линь Лю (Lin Liu) из Нанькайского университета попробовала репрограммировать клетки мышей с помощью так называемых «малых молекул» — сигнальных небелковых веществ. Ученые предположили, что такой метод репрограммирования позволит получить безопасные с генетической точки зрения половые клетки.

В качестве источника материала для репрограммирования исследователи выбрали гранулезу — это клеточная оболочка, которая окружает яйцеклетку внутри фолликула и выходит вместе с ней в яйцевод во время овуляции. Ученые подобрали два вещества, Y27632 и кротоновую кислоту, которые позволили достаточно эффективно репрограммировать клетки гранулезы (на выходе получилось 27 клеточных линий против 7 — если репрограммировать методами, которые описывали другие авторы). Полученные химически индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (так из назвали авторы) обладали всеми свойствами эмбриональных клеток: дифференцировались в разные клеточные типы и образовывали опухоли из разных видов тканей (тератомы), если ввести их в организм мыши.

Затем ученые сформировали из полученных стволовых клеток яичники: для этого их смешали с клетками-предшественниками яичников из зародышей мыши и подсадили взрослым мышам под капсулу почки. Там сформировались полноценные яичники с яйцеклетками из репрограммированных клеток. Исследователи подтвердили, что в этих яйцеклетках запускается деление (мейоз), не возникает хромосомных аномалий, а теломеры становятся длиннее, чем в окружающих клетках (это необходимый процесс для формирования половых клеток, которым еще предстоит многократно делиться), а точечных мутаций — не больше, чем у стандартной культуры эмбриональных стволовых клеток (не более 10).

Наконец, чтобы проверить функциональность этих яйцеклеток, их извлекли из-под капсулы почки и in vitro оплодотворили сперматозоидами мыши. Эффективность оплодотворения была 40-50 процентов. Некоторые из полученных зародышей подсадили мышам, в результате родились пять полностью жизнеспособных мышат. Четверо из них дожили до взрослого возраста и принесли полноценное потомство.

Эффективность нового метода репрограммирования, как и у предыдущих, оказалась не очень высокой. Из полученных и подсаженных суррогатным матерям 171 эмбрионов прижились только пять. Тем не менее, во всех случаях ученым удалось подтвердить безопасность процедуры и генетическую целостность репрограммированных яйцеклеток.

Сами авторы работы отмечают, что едва ли этот метод поможет бороться с бесплодием — ведь для него нужны клетки гранулезы, которые удобнее всего получать при овуляции вместе с яйцеклеткой. Тем не менее, с его помощью можно было бы увеличить количество яйцеклеток, доступных для экстракорпорального оплодотворения, что помогло бы справиться с проблемой пониженной фертильности. Кроме того, чем больше яйцеклеток удается оплодотворить за раз, тем выше шансы выбрать здоровый или наиболее «удачный» эмбрион — недавно ученые подсчитали, что от количества доступных зародышей зависит, удастся ли выбрать наиболее высокого или умного ребенка.

Мы уже писали о том, как эмбриологи пытаются вырастить зародыши без участия яйцеклетки — например, недавно эмбрионоподобную конструкцию удалось получить из одной-единственной соматической клетки. Однако вне организма матери такие зародыши живут не очень долго — а человеческие эмбрионы и вовсе нельзя выращивать дольше двух недель.

Полина Лосева

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.