Команда надеется, что эти результаты могут быть использованы для лечения бесплодия путем понимания его основных причин и для помощи в сохранении животных, находящихся в критическом состоянии, за счет производства яйцеклеток.
Основным принципом изучения стволовых клеток является понимание того, как отдельная клетка, способная стать чем угодно, может специализироваться на клетках, составляющих орган или ткань; этот процесс называется дифференцировкой.Кацухико Хаяси, профессор факультета медицинских наук Университета Кюсю, работает над раскрытием механизмов роста и развития основной клетки для жизни: ооцита.
«Ооцит – это незрелая стадия яйцеклетки, также известная как яйцеклетка», – говорит Хаяши, руководивший исследованием, опубликованным в Science. "Многие крупные прорывы были сделаны в понимании развития ооцитов, вплоть до создания ооцитов мыши и человека из соответствующих стволовых клеток и даже разведения здоровых мышей."
Однако одним из основных препятствий в этом процессе является создание надлежащей системы поддержки, которая помогает дифференцировать стволовые клетки в ооциты. В организме первичные ооциты начинают созревать в период полового созревания при поддержке других клеток. Этот коллективный агрегат, который в конечном итоге производит зрелую яйцеклетку, называется фолликулом яичника.
«Хотя мы смогли искусственно создать ооциты мышей из стволовых клеток, для их созревания нам пришлось объединить их с клетками, называемыми соматическими клетками гонад, которые были выделены из мышей», – объясняет первый автор Такаши Йошино, доцент медицинского факультета. Наук.
"Если мы надеемся лучше понять развитие ооцитов и применить эту технологию к исчезающим видам животных и даже к людям, мы также должны иметь возможность создать систему поддержки из стволовых клеток."
Первым шагом команды было изучение мышей и определение критических генов и сроков их выработки, которые дают начало соматическим клеткам гонад. После идентификации они тщательно тестировали стволовые клетки мыши в различных условиях культивирования, пока не смогли получить клетки с аналогичными характеристиками.
«Мы называем эти клетки фетальными соматическими клетками яичников, или FOSLC, поскольку они имеют те же профили генетической экспрессии, что и соматические клетки гонад. Следующим шагом было объединение FOSLC с первичными зародышевыми клетками, полученными из стволовых клеток – предшественниками ооцитов, которые мы разрабатывали в ходе нашей прошлой работы, и посмотреть, созреют ли они в ооциты », – говорит Йошино.
После нескольких дней роста они смогли наблюдать, как клетки начинают формировать структуры фолликулов, окружающие ооциты.
После подтверждения того, что эти клетки на самом деле были полностью выросшими ооцитами, яйца были оплодотворены и перенесены в суррогатную мышь, что дало потомство.
Ожидается, что новая система предоставит средства для производства большого количества ооцитов без необходимости сбора необходимых клеток у животных-хозяев.
«Это значительно поможет улучшить наше понимание развития фолликулов яичников и репродуктивной биологии в целом», – объясняет Хаяши.
"Применение на людях технически осуществимо, но из-за генетической и эпигенетической нестабильности гамет, созданных in vitro, мы все равно должны тщательно продумать и обсудить этику и технологию его применения. Мы продолжим нашу работу по дальнейшему выяснению механизмов этого фундаментального и уникального продления жизни."