Naukowcom z Jokohamy udało się wyhodować mysie plemniki poza organizmem
Spermatogeneza – proces powstawania i dojrzewania plemników, gamet męskich – to jeden z najbardziej skomplikowanych procesów zachodzących w cieplarnianych warunkach „części niesfornych” (jak kiedyś w telewizji przetłumaczono nazwę tego miejsca w skeczu Monty Pythona). Do dzisiaj nie udało się go odtworzyć w warunkach pozaustrojowych u żadnego gatunku z wyjątkiem japońskich węgorzy. W najnowszym „Nature” naukowcy z zespołu, którym kieruje Takehiko Ogawa z Jokohamy, dumnie donoszą, że dokonali tej operacji także u myszy. Teraz świat naukowy zajmie się przeniesieniem ich wyników na inne gatunki ssaków. Cel ostateczny – człowiek. Nadzieję niesie fakt, że japońska metoda nie wymagała olbrzymich nakładów finansowych ani kosmicznego sprzętu.
Tkanki na szalkach
Naukowcy z Jokohamy zastosowali podejście, które na tym polu zarzucono w latach 60. ubiegłego wieku. Zamiast męczyć się z pojedynczymi komórkami, postanowili spróbować zająć się całymi tkankami, wyciętymi uprzednio z myszy. Wcześniejsze zastosowanie metody tkankowej nie przyniosło rezultatu, spermatogeneza zatrzymywała się na jednym z wczesnych etapów. Naukowcy zwrócili się więc ku hodowli komórek, lecz pomimo 50 lat badań i coraz bardziej zaawansowanej technologii nie udało się wyhodować aktywnych plemników.
Japoński zespół dokonał ponownej oceny techniki tkankowej. Wycięte fragmenty tkanek o średnicy 1-3 mm umieszczano na żelu agarowym i zanurzano w medium. Wykorzystana do eksperymentu rasa myszy miała wszczepiony gen kodujący białko fluorescencyjne reagujące na mejozę. Mejoza to taki typ podziału komórkowego, w którym zostaje tylko połowa materiału genetycznego komórki macierzystej – dokładnie tak, jak ma to miejsce w plemnikach i komórkach jajowych. W ten sposób naukowcy pod mikroskopem mogli ocenić, z jakim natężeniem zachodzi ten typ podziału – im silniej świeciły próbki, tym intensywniej zachodziła mejoza.
Gotowe gamety wykryto w hodowlach już po niecałym miesiącu. Co najważniejsze, ich produkcja nie ustawała i trwała nawet po 60 dniach. Już samo to wystarczyło do ogłoszenia sukcesu, by jednak był on pełen, komórki musiały jeszcze przejść test płodności. Uzyskaną spermą zapłodniono myszy, które wydały na świat w pełni sprawne osobniki – pięć samców i osiem samiczek.
Przed naukowcami jeszcze wiele pracy. Zanim przymierzą się do stosowania tej metody u ludzi, trzeba będzie się upewnić, że jest bezpieczna dla zwierząt. Przede wszystkim tak wyhodowane młode muszą zostać ocenione pod kątem rozwoju i dalszej płodności, aby wykluczyć prawdopodobieństwo powstawania genetycznych ubytków.
Ojcostwo planowane wprzód
Odkrycie – jeśli oczywiście uda się je zastosować na ludzkim organizmie – niesie wielkie nadzieje dla dzieci, u których zdiagnozowano raka. Radioterapia i chemioterapia mogą powodować czasową lub trwałą niepłodność. Dlatego specjaliści mówią wprost, że o potomstwie w przypadku raka należy myśleć nie po leczeniu, ale przed nim. Tutaj z pomocą przychodzą nowoczesne metody wspomagania płodności. U mężczyzn pobiera się próbki nasienia i je zamraża. U kobiet można pobrać fragmenty jajników, zamrozić i wszczepić ponownie po zakończeniu leczenia. Efekty są zdumiewające – powraca miesiączkowanie i możliwe jest zajście w ciążę bez uciekania się do in vitro.
Problem z dziećmi polega na tym, że do momentu osiągnięcia dojrzałości płciowej chłopiec nie jest w stanie zapłodnić. Jeśli zdiagnozuje się u niego raka, to istnieje ryzyko, że po zakończonej sukcesem terapii już nigdy nie będzie ojcem. Pobranie i mrożenie czegokolwiek na tym etapie rozwoju po prostu nie ma sensu.
Optymistyczny scenariusz
Odkrycie zespołu z Jokohamy pozwala nakreślić bardziej optymistyczny scenariusz. Po wykryciu raka wykonywana jest biopsja jąder, a uzyskane w ten sposób tkanki są zamrażane. Kiedy pacjent dorasta i decyduje się na dzieci, dokonywana jest ocena jego płodności. Jeśli wypada negatywnie, pobrane wiele lat wcześniej fragmenty rozmraża się i doprowadza do dojrzewania poza ustrojem. Pozyskana z nich sperma zostałaby wykorzystana w metodzie in vitro.
Teoretycznie już dziś można sięgnąć po tę metodę, bo do tego, żeby składować fragmenty tkanki jąder, nie jest konieczne opanowanie technologii ich pozaustrojowego dojrzewania.
Według danych Narodowego Funduszu Zdrowia, w 2009 r. w Polsce przeprowadzono 2577 hospitalizacji związanych z nowotworami u osób w wieku do lat 18. 1188 pacjentów było płci męskiej. Centrum Onkologii podaje, że w 2008 r. zdiagnozowano 598 przypadków zachorowań na nowotwory w grupie wiekowej do lat 19. Nawet jeśli połowa pacjentów miałaby wyjść z choroby z problemami z płodnością, to przy obecnej technologii mówimy o długoterminowym ubytku 300 obywateli w skali kraju. Przeniesienie japońskich odkryć na grunt homo sapiens pozwoli w skali świata ocalić ich znacznie więcej.
Wcześniej były komórki jajowe
To już kolejny udany eksperyment japońskich naukowców z niedojrzałymi komórkami rozrodczymi. W 2002 r. zespół prof. Izuho Hatady z Gunma University uzyskał zdrowe myszy z niedojrzałych komórek jajowych wyjętych z mysich płodów. Eksperyment był bardzo skomplikowany, dwukrotnie przenoszono materiał genetyczny do cytoplazmy pobranej z dojrzałej, gotowej do zapłodnienia komórki jajowej. Ostatecznie spośród 81 hodowanych i zapłodnionych in vitro komórek jajowych rozwinęły się 64 zarodki. Przeniesiono je do dróg rodnych mysich matek zastępczych, a 19 dni później za pomocą cesarskiego cięcia urodziło się 16 na oko zdrowych myszek.
Odpowiedz na treść artykułu lub innych komentarzy