Яйцеклетка выглядит нормально. Она сформировалась, созрела, и когда сперматозоид достигает её, она оплодотворяется без видимых проблем. За исключением того, что внутри наблюдается хромосомный хаос: 24 вместо 23, или 22, или конфигурации, которые природа не одобрила бы. Это результат четырёх лет попыток создать функциональные яйцеклетки из клеток кожи.
Эта техника называется митомейоз И это работает. Вроде того. В том смысле, что он производит клетки, которые выглядят как ооциты, ведут себя как ооциты, но имеют структурную проблему: хромосомы распределены случайным образом. Шоухрат Миталипов, что приводит исследование кОрегонский университет здоровья и науки, он говорит это с определенной откровенностью: «Частично работает, частично — нет». И «частично» недостаточно, но давайте также посмотрим на стакан наполовину полный.
Перспектива искусственных ооцитов
Бесплодие, как известно, затрагивает миллионы людей по всему миру. Одной из основных причин является отсутствие или нарушение функции ооцитов., клетки, из которых развиваются зрелые яйцеклетки. Пожилой возраст, болезни, лечение рака: когда яйцеклетки отсутствуют или не функционируют, возможности становятся ограниченными. Экстракорпорального оплодотворения недостаточно, если у вас нет биологического материала для работы. Именно здесь гаметогенез in vitro, идея получения половых клеток в лабораторных условиях с использованием собственной ДНК пациента.
Команда Миталипова работала над вариантом этой техники, называемым перенос ядра соматической клетки (SCNT). Принцип прост: берётся клетка кожи, извлекается ядро, содержащее ДНК, и вводится в (донорскую) яйцеклетку, лишённую исходного генетического материала. Проблема? Яйцеклетки, созданные таким образом, содержат 46 хромосом вместо 23. Если оплодотворить их сперматозоидом (несущим ещё 23), получаются эмбрионы. триплоиды, с дополнительным набором хромосом. Они не работают.
Митомейоз: способ разделить хромосомы пополам
Решение, разработанное Миталиповым и его командой, называется митомейоз. Это как... искусственный процесс деления клеток, имитирующий естественныйВ нормальных ооцитах во время созревания половина хромосом выбрасывается упорядоченно: каждая пара хромосом объединяется в пары (одна от матери, одна от отца), затем разделяется, в результате чего остается 23. Митомейоз пытается воспроизвести этот механизм.
В 2022, Группа продемонстрировала, что метод работает на мышах. Три детеныша мышей родились здоровыми. Из ооцитов, созданных из клеток кожи. Переход к человеку казался естественным следующим шагом. Но биология человека, как это иногда случается, сейчас имеет другие планы.
В экспериментах на людях химического коктейля, который сработал на мышах, оказалось недостаточно. Реконструированные ооциты «чувствуют», что что-то не так, и они блокируют механизм разделения хромосомМиталипов нашел способ перезапустить его, используя комбинацию электрической стимуляции и химического соединения, называемого РосковитинСработало. Но не так, как хотелось бы.
Когда хромосомы делают свое дело
Команда получила 82 функциональные яйцеклетки. Они были оплодотворены донорской спермой. Около 9% из них достигли стадии эмбриона. бластоциста, момент, когда эмбрион обычно переносится в матку при экстракорпоральном оплодотворении. Технически, пока что всё прошло успешно.
Проблема в том, что ни один из этих эмбрионов не имел правильного количества хромосомВ природе во время мейоза хромосомы объединяются в пары, обмениваются фрагментами ДНК (рекомбинация), а затем упорядоченно расходятся. В митомейозе Миталипова изгнание происходит случайным образомДа, в яйцеклетке в среднем оказывается 23 хромосомы, но это не правильный набор: возможно, две копии хромосомы 7 и ни одной копии хромосомы 14. И без рекомбинации, то есть каждая хромосома поступает только от одного из биологических родителей донора кожи, а не от обоих.
«Чтобы всё прошло как надо, должны произойти два важных события, — сказал Миталипов в интервью. — И обойти их невозможно». Исследование было проведено опубликовано в Nature Communications с прозрачностью, которую я очень ценю и надеюсь, что вы тоже: они не скрывают ограничения, а выносят их на первую страницу.
Что еще нужно
Команда работает над обеими проблемами. Они используют инструменты для редактирования генов, такие как CRISPR для создания разрывов ДНК в точках, где хромосомы обычно обмениваются материалом. Результаты ещё не опубликованы, но Миталипов настроен оптимистично: «Мы знаем, что это возможно. Мы решим эту проблему».
До клинического применения еще далеко. Десять, может быть, пятнадцать лет, по оценкам команды. Но принцип был продемонстрирован: яйцевидные структуры можно создавать из обычных клеток, и эти структуры можно оплодотворять. Это быстрый путь по сравнению с другими подходами, например, полное перепрограммирование клеток в плюрипотентные стволовые клетки а затем в гаметы. Вы пропускаете этапы, экономите время и избегаете некоторых генетических аберраций, которые накапливаются при длительном культивировании.
Амандер Кларк, биолог развития вКалифорнийский университет из Лос-Анджелеса назвал исследование важным примером научной прозрачности. «Результаты неоспоримы: технология не должна проникать в клиническую практику «В репродуктивных целях», — сказал он. По крайней мере, не сейчас. Не с эмбрионами, у которых все хромосомы имеют неправильную конфигурацию.
Ооциты, полученные из кожи: этические и правовые вопросы
Методика вызывает вопросы. Хэнк Грили, директор Стэнфордский центр права и биологических наук, предсказал девять лет назад, что в течение десятилетия кто-то продемонстрирует возможность получения человеческих гамет из клеток кожи. Когда он увидел пресс-релиз Природа В этом исследовании он подумал, что его предсказание сбылось. Затем он прочитал подробности:
«Они создали что-то похожее на яйца, но ни одно из них никогда не будет жизнеспособным».
Затем возникает юридическая проблема. В некоторых штатах США, например, в Арканзасе и Индиане, создание или уничтожение человеческих эмбрионов в исследовательских целях запрещено. В других, например, в Калифорнии и Айове, это разрешено для исследований, но не для воспроизводства. На федеральном уровне никакие исследования, направленные на создание, уничтожение или нанесение вреда человеческим эмбрионам, не могут получать государственное финансирование. Работа Миталипова стала возможной благодаря 4 миллионам долларов, выделенным… Открытая благотворительность, благотворительная организация, основанная соучредителем Facebook Дастином Московицем.
В США для этого потребуется одобрение FDA. Но есть одна проблема: Положение в федеральном бюджете не позволяет FDA получать запросы на проведение клинических испытаний, включающих беременность с использованием генетически модифицированных эмбрионов.Однако в других местах ситуация меняется. В июле японские регулирующие органы дали прямое разрешение на создание человеческих эмбрионов с использованием спермы или яйцеклеток, полученных из стволовых клеток. Пока только в исследовательских целях.
Путь долгий. Но первый камень уже заложен. Искусственные ооциты пока не работают, но это уже не просто теория. Они стали технической проблемой, требующей решения. А технические проблемы рано или поздно решаются.
