Соревнование в области разработки искусственных половых клеток достигло пика. По оценкам некоторых экспертов, создание функционирующих яйцеклеток и сперматозоидов, полученных в лабораторных условиях, станет возможным в ближайшие годы. Этот прорыв радикально изменит восприятие репродуктивных процессов и позволит найти решения для существующих демографических вызовов.
Репродуктивная медицина давно знакома с экстракорпоральным оплодотворением (Экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО) помогает бесплодным парам стать родителями. Тем не менее, для проведения ЭКО пациентам необходимы собственные яйцеклетки и сперматозоиды, способные к оплодотворению. Для некоторых людей, таких как женщины с преждевременной менопаузой и пациенты, перенесшие агрессивную химиотерапию, эта возможность недоступна.
По данным ВОЗ, примерно каждый шестой человек репродуктивного возраста в мире испытывает те или иные трудности с зачатием. Но у ученых есть метод, который поможет справиться с этими проблемами. Речь идет о гаметогенезе in vitro (IVG — это технология, которая позволяет создавать половые клетки (гаметы), например сперматозоиды и яйцеклетки, из соматических клеток, не задействованных в половом процессе. В результате, клетки получают в лабораторной среде, за пределами организма.
Ученым удалось перенастроить эти клетки, создав индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК), способные дифференцироваться в различные типы клеток организма. Функцией IVG является контроль этого процесса, направляя ИПСК к формированию примордиальных зародышевых клеток (предшественников гамет), а затем – в полноценные сперматозоиды и яйцеклетки.
Основополагающим фактором является воспроизведение в лабораторных условиях сложной микросреды яичка и яичника, необходимой для естественного созревания половых клеток. С этой целью исследователи разрабатывают искусственные миниатюрные органы – органоиды.
Одним из первопроходцев в данной сфере является профессор Кацухико Хаяши ( Katsuhiko Hayashi) из Осакского университета в Японии. Его научные интересы связаны с генной инженерией и развитием эмбрионов. Ранее Хаяши в сотрудничестве с коллегами вырастил в лаборатории мышей от двух биологических отцов .
На ежегодном собрании Европейское общество репродукции человека и эмбриологии (На конференции (ESHRE) в Париже Хаяши представил сенсационные заявление. По словам исследователя, он предполагает, что технология создания функционирующих человеческих половых клеток в лабораторных условиях появится приблизительно через семь лет.
Хаяши поделился информацией о последних успехах, достигнутых его командой. Лабораторно выращенный органоид яичка, достигающий почти миллиметра в размере, позволил ученым создать сперматоциты — клетки, формирующиеся в процессе сперматогенеза. Эти клетки играют важную роль в половом размножении и присутствуют только у мужчин.
Несмотря на то, что клетки отмирают на начальном этапе развития и не доходят до зрелости, исследователи полны решимости. Они сосредоточены на совершенствовании органоидов, в частности, на оптимизации кислородного обеспечения для получения зрелых сперматозоидов.
Когда речь заходит к яйцеклеткам, ситуация представляется более сложной. Недавно команда Хаяши добилась успеха воссоздав органоид яичника из стволовых клеток, однако на последующих этапах столкнулась с определенными сложностями. Тем не менее, в ходе исследований ученые выявили важный аспект: как яйцеклетки переходят в состояние покоя в организме женщины и могут сохранять неактивность на протяжении многих лет. Данное открытие позволит понять, каким образом корректно создавать яйцеклетки в лабораторных условиях.
Тем не менее, ключевой вопрос заключается в том, насколько безопасной будет технология IVG. Даже в случае успешной реализации технологии, ученым потребуется убедиться, что эти искусственные клетки не содержат мутаций, способных передаваться по наследству. Эксперименты на лабораторных мышах, выращенных с использованием IVG, показали их высокую плодовитость и нормальную продолжительность жизни. Однако, никаких гарантий безопасности для людей на данный момент не существует.
В случае подтверждения безопасности IVG, последствия окажутся поистине революционными. Данная технология позволит людям, страдающим абсолютным бесплодием, иметь биологических детей. Это касается женщин, находящихся в постменопаузе или с преждевременно истощенным резервом яйцеклеток.
По мнению ученых, с использованием данной технологии появится возможность создания «унибэйби» — детей, чье рождение возможно благодаря одному родителю, или «мультиплексных» детей, имеющих трех и более биологических родителей.
В перспективе появляются еще более смелые концепции. К примеру, с использованием IVG станет возможным проведение масштабного скрининга эмбрионов для выявления генетических аномалий или редактирование стволовых клеток с целью устранения наследственных заболеваний.
Семь лет – это незначительный период в научной деятельности. В случае подтверждения прогнозов Хаяши и его соратников, уже в начале 2030-х годов человечество может получить мощный инструмент для решения проблем бесплодия и регулирования численности населения. Технология IVG способна подарить надежду тем, кто сегодня не может стать биологическими родителями. Вместе с тем, такая возможность требует большой ответственности. Соревнование в области лабораторных гамет – это не только научный прогресс, но и серьезный вызов для общества, законодателей и специалистов по этике.