З чого ми будемо робити дітей у XXI столітті

Молекулярный биолог Катсухико Хаяши проделал изящный эксперимент: он взял клетки кожи мыши, с помощью специальных активных белков превратил их в стволовые клетки, а затем – в первичные половые клетки (гоноциты). Подсадив полученные гоноциты бесплодным лабораторным животным, Хаяши в итоге получил сперматозоиды и яйцеклетки, пригодные для оплодотворения и выведения новых мышей, живых и здоровых.

ЧИТАЙТЕ ТАКОЖ: Почалась ера дешевого штучного запліднення

То, что можно описать в двух предложениях, стало результатом более чем десятилетнего труда Хаяши и его коллеги Митинори Саиту: они экспериментировали с разными клетками, факторами роста и сигнальными молекулами, пытаясь повторить в пробирке то, что происходит в живом организме. В 2009 году Саиту обнаружил, что если взять стволовые клетки из мышиных эмбрионов и обработать их в нужный момент одним-единственным веществом, сигнальным белком Bmp4, то клетки в пробирке превращаются в гоноциты. Как именно гоноциты затем превращаются в зрелые половые клетки – эту тайну природы ученым пока взломать не удалось. Однако, чтобы проверить полученные гоноциты на полноценность, Саиту и Хаяши придумали подсаживать их в половые органы стерильным животным. В итоге действительно из клеток вызревали полноценные сперматозоиды и яйцеклетки.

Фото: kdrama.blog50.fc2.com

В течение десяти лет ученые пробовали создать гоноциты из разных стволовых клеток, полученных из мышиных эмбрионов или из лабораторных культур. Главная цель Саиту и Хаяши состояла в том, чтобы понять, какие конкретные факторы роста и гормоны заставляют стволовые клетки превращаться в половые. Собственно, рождение здоровых мышей было не целью, а побочным результатом этой работы.

ЧИТАЙТЕ ТАКОЖ: У Британії завдяки новому методу ЕКО народилася перша здорова дитина

Хотя сам Хаяши не ставил целью создать новый метод борьбы с бесплодием, тем не менее после публикации результатов его работы в журнале Science в октябре прошлого года профессор получил десятки писем от бесплодных пар со всего света, которые надеялись на его помощь. Желая того или нет, фактически он доказал, что даже стерильный человек, у которого по каким-то причинам нет собственных половых клеток, может иметь собственных детей.

Более того, в разработанной ученым схеме не так важно, какого пола было животное (а в перспективе, и человек). Что именно сформируется – сперматозоиды или яйцеклетки – из полученных в пробирке гоноцитов, зависит только от того, кому их подсадить – самке или самцу. Другими словами, этим методом можно получить яйцеклетку, несущую ДНК мужчины, и сперматозоид с ДНК женщины. Это дает реальную возможность такому невероятному явлению как зачатие биологического ребенка однополыми парами. Впрочем, как Slon уже писал, это не единственная разработка, которая может дать однополым парам такую возможность.

В конце августа 2013 года в журнале Nature вышла большая статья, в которой подробно излагается творческий путь японских молекулярных биологов и обсуждается вопрос, насколько этично было бы создавать яйцеклетки и сперматозоиды таким изощренным способом.

ЧИТАЙТЕ ТАКОЖ: Вчені зі США вперше отримали стовбурові клітини з клонованих ембріонів

Пока очень рано говорить о том, чтобы перенести подобные эксперименты на людей. Во-первых, выведенные таким способом мыши, хоть и здоровы, но дают потомство хуже, чем обычные лабораторные животные. Во-вторых, мыши сильно отличаются от людей, и за развитие половых клеток у нас отвечают другие гены и сигнальные молекулы, которые ученым еще предстоит изучить. Но главное, экспериментировать с человеческими клетками и эмбрионами существенно сложнее – и в практическом, и в этическом смысле.

Фото: ihealthtube.com

Тем не менее, если этот механизм когда-нибудь удастся применить на людях, это станет спасением для миллионов пар, у которых сегодня нет надежды зачать ребенка. "Бесплодие из-за отсутствия половых клеток – явление очень распространенное, – говорит Юлия Фетисова, врач-репродуктолог Перинатального медицинского центра, – среди моих пациентов около 15–20 процентов не могут зачать именно по этой причине. Причем если говорить о женщинах старше сорока лет, то этот показатель резко выше, и около 80 процентов из них не могут забеременеть именно в силу истощения яичников. Я не вижу здесь больших этических проблем. Напротив, это может быть таким же важным методом лечения бесплодия, как и экстракорпоральное оплодотворение, против которого в свое время также много выступали разные общественные группы, но сегодня именно благодаря ЭКО миллионы людей имеют абсолютно здоровых, обычных детей".

ДИВІТЬСЯ ФОТО: Таємниця народження: як маленькі люди знайомляться зі світом

Спрос на эту услугу, если она будет реализована, окажется таким же колоссальным, как сегодня – спрос на ЭКО. По данным Всемирной организации здравоохранения, в России бесплодием страдают более двух процентов людей репродуктивного возраста, то есть около 3 млн человек. А в развитых странах это десятки миллионов женщин, и даже если только пятая часть этих людей страдает бесплодием из-за отсутствия половых клеток, очевидно, что это огромный рынок.

Сегодня в России ЭКО стоит от 60 до 150 тысяч рублей. "Даже если этот новый способ лечения бесплодия будет в три или четыре раза дороже, уверена, многие будут готовы заплатить эти деньги", – говорит Фетисова.

Помимо возраста, есть и другие причины неизлечимого на сегодняшний день бесплодия: это, например, рак и другие тяжелые заболевания, которые требуют удаления яичников, химиотерапии и лучевой терапии. Около 15–20 процентов случаев мужского бесплодия также связано с отсутствием сперматозоидов – и это тоже случаи, перед которыми современная медицина бессильна.

Фото: prodetey.ru

Замысловатый эксперимент Хаяши и Саиту пока имеет гораздо больший смысл для чистой науки, чем для прикладного решения проблемы бесплодия. Между тем над производством половых клеток из стволовых сегодня в мире работают десятки лабораторий. В прошлом году доктор Рене Перра из Стэнфордского университета сообщила в интервью BBC, что планирует создать технологию получения сперматозоидов из стволовых клеток, пригодную для людей, в течение ближайших двух лет, а технологию получения яйцеклеток – лет примерно за пять.

ЧИТАЙТЕ ТАКОЖ: Чоловіча репродуктивність: зворотний відлік

Еще больше оптимизма внушает работа ученых из Питтсбургского университета, которые взяли у самцов лабораторных макак гоноциты, поместили их в банк клеток, затем подвергли несчастных животных химиотерапии, подобной той, которая используется в лечении рака и приводит к бесплодию. Когда макаки отошли от химии, авторы работы подсадили им обратно размороженные клетки, в результате приматы смогли иметь потомство. В дальнейших экспериментах исследователи подсаживали размороженные клетки от одних макак в семенники другим, и те производили сперму, генетически принадлежащую первым. Это может быть замечательным способом сохранения возможности иметь детей у тех пациентов, которые оказываются бесплодны после тяжелого химиотерапевтического или хирургического лечения.

Эта работа гораздо ближе к практике, чем эксперименты со стволовыми клетками, ведь макаки куда более близкие нам родственники, чем мыши. Все идет к тому, что в арсенале врачей-репродуктологов вот-вот появятся способы делать детей для миллионов людей, у которых сегодня такой надежды нет.

Оригінал: Slon.ru