Незрелые фолликулы вырастили до полноценных яйцеклеток.
Созревшая яйицеклетка
Ученым впервые удалось вырастить человеческие яйцеклетки в лабораторных условиях, начав с максимально ранней стадии их развития. Незрелые клетки однослойных (примордиальных) яичниковых фолликул были успешно доведены до стадии зрелых яйцеклеток, то есть ооцитов метафазы второго мейотического деления. Работа опубликована в журнале Molecular Human Reproduction.
В развивающемся женском организме, до того, как он родился, нет зрелых яйцеклеток, а есть только оогонии, то есть незрелые яйцеклетки с двойным набором хромосом. Примордиальные фолликулы, в которых они расположены, имеют размер около 50 микрометров и неразличимы невооруженным взглядом. После того, как оогонии проходят первое мейотическое деление, они развиваются в ооциты первого порядка, заключенные в зародышевые фолликулы (это происходит еще до рождения женщины). После полового созревания такие ооциты смогут развиваться в зрелые половые клетки, для чего будут проходить второе мейотическое деление, «замирая» на метафазе (деление завершается только при попадании в яйцеклетку сперматозоида). Обычно в каждый менструальный цикл созревает одна яйцеклетка.
Ранее подобные эксперименты проводили с мышиными яйцеклетками, которые выращивали в лаборатории, успешно оплодотворяли их и получали с помощью них живое потомство. Работа с человеческим материалом по ряду причин, в первую очередь этического и юридического характера, оказалась значительно сложнее. В этой области, однако, проводится множество экспериментов, поскольку бесплодие - весьма распространенная проблема. По оценкам ВОЗ, бесплодны около 5 процентов популяции - по анатомическим, генетическим, эндокринным и иммунологическим причинам. Стоит, кроме того, отметить, что по законам некоторых стран (в том числе Великобритании) использовать искусственно выращенные половые клетки для лечения бесплодия пока что запрещено.
Ученые уже пытались, например, выращивать человеческие половые клетки из стволовых, но до стадии зрелых яйцеклеток и сперматозоидов их пока что довести не удавалось, хотя получали даже гаплоидные варианты клеток. Кроме того, успешно проводились и публиковались эксперименты, в которых зрелые человеческие яйцеклетки удавалось вырастить в лаборатории из ооцитов, уже прошедших первые фазы созревания внутри женского организма и достигших стадий вторичных фолликул. В новой работе выращивание яйцеклеток в пробирке начинали с максимально ранней стадии.
Работа была проведена под руководством профессора Эвелин Телфер из Эдинбургского университета, которая поставила перед собой задачу вырастить яйцеклетки в пробирке "с нуля" еще в 1993 году, и поэтапно шла к ее выполнению. Для данного эксперимента был взят материал биопсии десяти согласившихся на участие в проекте женщин. Клетки их примордиальных яичниковых фолликул поместили в составе тонких срезов в питательную среду для стимуляции роста. Спустя восемь дней 87 вторичных (многослойных) фолликул отделили от исходных срезов и продолжили культивировать те из них, что достигли размера 100-150 микрометров, в среде со стимулирующим рекомбинантным активином А. Спустя еще восемь дней из них отобрали 48 успешно сформировавшихся ооцитарных комплекса и культивировали на мембранах еще четыре дня в присутствии активина А и фолликулостимулирующего гормона. После этого комплексы размером более 100 микрометров фиксировали для дальнейшего анализа.
В конце эксперимента были получены 32 полностью созревшие яйцеклетки, обладающие правильным набором непарных хромосом. У девяти из них возникли полярные тельца, свидетельствующие о прохождении деления ооцита. Конфокальный иммуногистохимический анализ показал также в них наличие веретен деления метафазы второго мейотического деления, что указывает на зрелость яйцеклеток.
Весь процесс занял три недели. Выращенные яйцеклетки, по словам ученых, по-видимому, полностью готовы к оплодотворению, но этот следующий шаг эксперимента потребует получения специальных разрешений.
Данная методика, помимо возможности в больших деталях изучать процесс развития яйцеклеток, может стать важным шагом для лечения бесплодия, в том числе для женщин и даже девочек, подвергающихся химиотерапии или лучевой терапии. Ученые надеются, что в будущем можно будет замораживать незрелые яйцеклетки перед началом лечения, чтобы потом заставлять их созревать в лабораторных условиях и использовать для успешного оплодотворения.
Источник
