Мышиные сперматозоиды, выращенные в организме крыс

Создание гамет (сперматозоидов и яйцеклеток) из плюрипотентных стволовых клеток — примитивных клеток, способных дать начало всем тканям — может значительно повысить эффективность разведения сельскохозяйственных животных и помочь в будущей вспомогательной репродуктивной медицине. Исследователи проложили путь к этой цели, используя организм животных другого вида (ксеногенная среда).

Ранее учёные разработали метод выращивания целого органа из стволовых клеток в теле, так называемую комплементацию бластоцисты. Бластоциста — это структура раннего эмбриона. Если стволовые клетки пересадить в бластоцисту, полученную от животных, которые не могут сформировать определённый орган, то стволовые клетки компенсируют недостающий орган в развивающемся организме и формируют его целиком. «Мы предположили, что этот метод также применим для эффективного производства гамет», — объясняет ведущий автор исследования доктор Тосихиро Кобаяси.

Год назад исследователи создали генетически модифицированных крыс, полностью лишённых сперматозоидов и яйцеклеток. Они выдвинули гипотезу, что такие крысы могут служить отличным «хозяином» для выращивания экзогенных стволовых клеток в гаметы.

Сначала учёные пересадили аллогенные (от другого организма того же вида) крысиные стволовые клетки в бластоцисты крыс, неспособных производить гаметы, и подтвердили, что все образовавшиеся гаметы произошли именно от этих стволовых клеток. Созданные таким образом гаметы передают генетическую информацию от стволовых клеток следующему поколению, что позволяет эффективно производить генетически модифицированных крыс.

Затем исследователи проверили, могут ли ксеногенные (от организма другого вида) мышиные стволовые клетки создавать мышиные гаметы в организме крыс. Примечательно, что в семенниках крыс были обнаружены мышиные половые клетки, включая сперматозоиды и сперматиды, и эти сперматиды смогли оплодотворить мышиные яйцеклетки, что привело к рождению здорового потомства.

«Создание гамет из стволовых клеток даже в ксеногенной среде чрезвычайно важно для применения этой стратегии», — говорит другой ведущий автор исследования доктор Масуми Хирабаяси. «В будущем мы, возможно, сможем использовать этот метод для сохранения исчезающих видов, поскольку их стволовые клетки доступны благодаря технологии iPS-клеток».