Исследователи обнаружили, что репродуктивные половые клетки выживают и процветают при трансплантации даже между видами

Учёные из Пенсильванского университета и Детской больницы Филадельфии успешно выделили и трансплантировали чистые популяции незрелых клеток, обеспечивающих мужскую репродукцию, у двух видов — человеческих сперматогоний и мышиных гониоцитов. Эти стволовые клетки зародышевой линии, взятые из биопсий яичка, продемонстрировали жизнеспособность после трансплантации в мышиные семенники в контролируемых лабораторных условиях.

Результаты указывают на поразительное сходство в экспрессии генов и поведении древних клеток, управляющих размножением, даже между видами, филогенетически разделившимися 75 миллионов лет назад. Исследование раскрывает многое о жизненном цикле стволовых клеток мужской зародышевой линии. Результаты важны для фундаментального понимания всех типов стволовых клеток, но также дают надежду препубертатным мальчикам, чье бесплодие находится под угрозой из-за лечения рака. Клиническое испытание с использованием этой методологии уже ведётся в Детской больнице Филадельфии.

«Существует поразительное сходство между препубертатными человеческими сперматогониями и мышиными гониоцитами, что не только очень удивительно, но и весьма информативно, учитывая большое эволюционное расстояние между человеком и мышью», — сказал репродуктивный физиолог Ральф Л. Бринстер. — «В наших исследованиях мы обнаружили, что семь из 100 наиболее обогащённых генов между половыми и соматическими клетками были консервативны у человека и мыши, что свидетельствует о фундаментальной важности зародышевых клеток в эволюции видов».

Даже при трансплантации препубертатных человеческих половых клеток в мышиные семенники клетки сохраняли себя, мигрируя к базальной мембране семенных канальцев, где они поддерживались в течение месяцев. Экспрессия нескольких новых генов, известных как важные для самообновления стволовых клеток, была высокой.

Способность препубертатных человеческих сперматогоний мигрировать к базальной мембране мышиных семенников и поддерживаться в качестве половых клеток, вероятно, сперматогониальных стволовых клеток (SSCs), служит биологическим подтверждением сходства зародышевых клеток двух видов. Это открывает возможность изучать человеческие SSCs через наблюдения за препубертатными сперматогониями, которые можно идентифицировать и выделять в практически чистых популяциях, и соотносить эти наблюдения с быстро растущей базой знаний о мышиных SSCs.

Исследование «Препубертатные человеческие сперматогонии и мышиные гониоциты имеют консервированную экспрессию генов регуляторных молекул стволовых клеток зародышевой линии» было опубликовано 14 декабря 2009 года в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Результаты особенно важны для лечения мужского бесплодия из-за критической роли этих стволовых клеток в фертильности. При современном уровне излечения детского рака, приближающемся к 80%, примерно 1 из 640 людей репродуктивного возраста является выжившим после рака. Однако многие из них будут иметь проблемы с фертильностью. Криоконсервация биопсии яичка у мальчиков, проходящих терапию рака, — это вариант сохранения стволовых клеток для последующей трансплантации с целью восстановления сперматогенеза, который сейчас изучается в клинических испытаниях. Результаты работы предоставляют ценную информацию для обращения со стволовыми клетками во время криоконсервации и трансплантации, а также закладывают основу для их культивирования.

Детская больница Филадельфии в настоящее время предлагает криоконсервацию ткани яичка в качестве экспериментальной опции. Исследование началось в январе 2008 года и включает 16 мальчиков с различными солидными опухолями в возрасте от 3 месяцев до 14 лет. Все они получали химио- или лучевую терапию, несущую значительный риск бесплодия. У этих мальчиков была удалена и заморожена крошечная часть яичка для потенциального использования в будущем. Надежда состоит в том, чтобы одна день использовать замороженную ткань от препубертатных пациентов для восстановления фертильности.

«Несмотря на то, что в настоящее время нет гарантий клинического успеха, семьи очень восприимчивы к этой опции», — сказала Джилл П. Гинзберг, руководившая клинической частью исследования. Результаты исследования о восприимчивости родителей к этому варианту лечения были опубликованы онлайн 27 октября в журнале Human Reproduction.