Функциональные волосяные фолликулы, в первый раз созданные из стволовых клеток у мыши:

Крупный прорыв в репродуктивной биологии: искусственные фолликулы из стволовых клеток

Молекулярные биологи из Университета Кюсю (Япония), во главе с профессором Кацухико Хаяши, достигли значительного научного прорыва в области in vitro гаметогенеза (IVG). Эта инновационная технология позволяет перепрограммировать соматические клетки, включая кожные, в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки. Из них затем можно получать полностью функциональные репродуктивные клетки. Эта техника открывает новые перспективы в лечении бесплодия, особенно для людей, потерявших фертильность из-за болезни или возрастных изменений.

Команда профессора Хаяши начала свою работу в 2016 году, когда впервые получили яйца мыши из стволовых клеток. Однако на этом этапе для завершения процесса требовалась яичниковая ткань, поскольку они создавали специфическую микросреду, необходимую для развития ооцитов. В течение следующих пяти лет ученые усердно работали над устранением этой зависимости, стремясь создать полностью автономную in vitro систему, которая не требует биологических тканей.

После обширных исследований японские ученые смогли вырастить трехмерные структуры, подобные естественным яичникам-фолликулам, из стволовых клеток. Эти структуры функционируют как биологические "инкубаторы", создавая условия, в которых ооциты могут созревать и превращаться в жизнеспособные репродуктивные клетки. Этот революционный подход стал возможен благодаря активации и подавлению четырех ключевых генов: WNT, BMP4, SHH и FGF. Каждый из них играет важную роль в клеточной дифференцировке и развитии тканей. Точное управление их экспрессией позволило моделировать естественные процессы фолликулогенеза.

Результаты экспериментов впечатлили. Яйца, полученные в лаборатории, успешно оплодотворялись и переносились в самок мышей. Было зафиксировано наступление беременности, и родились здоровые потомки. Их физиологическое развитие, генетическая активность и поведение не отличались от тех, что у естественно зачатых мышей. Это подтвердило жизнеспособность полученных клеток и эффективность разработанной системы.

Это открытие вызвало особый интерес в контексте клинической репродуктивной медицины. Возможность создавать яйца из соматических клеток может потенциально спасти женщин, страдающих от преждевременного распада яичников, пациентов с онкологическими заболеваниями после химиотерапии и пар, проходящих долгосрочные лечение бесплодия. Однако ученые подчеркивают, что еще предстоит долгий путь, прежде чем IVG станет применимой для человека: необходимы дополнительные исследования по безопасности, стабильности генома и исключению рисков мутаций. Кроме того, использование этой технологии вызывает серьезные биоэтические и правовые вопросы.

Несмотря на предстоящие сложности, открытие профессора Хаяши уже признано одним из самых важных этапов в современной репродуктивной биологии. Оно расширяет научное понимание процессов созревания яйцеклетки и может радикально изменить подход к лечению бесплодия в будущем. Молекулярное создание гамет, которое недавно казалось частью научной фантастики, становится реальностью.

Публикация этих данных в престижном научном журнале Science подчеркивает важность этого исследования и свидетельствует о высоком научном уровне. Это сигнал всему мировому научному и медицинскому сообществу: технологии IVG постепенно выходят из лабораторий и приближаются к практическому применению в медицине будущего.

Университет Кюсю. (2021). Создание яичниковой среды из стволовых клеток. https://www.kyushu-u.ac.jp/en/researches/view/217/