Influența naturii asupra vieții animale. Rezumat despre biologie „influența omului asupra florei și faunei”
Cercetătorii britanici și israelieni au putut obține conditii de laborator precursori ai ovulelor și spermei umane, folosind celule ale pielii pe care le-au reprogramat într-o stare stem. Această dezvoltare este următorul pas către vindecarea infertilității, în ciuda faptului că rezultatele acestora pot duce la grave probleme legislative și contradicții.
În timpul experimentului, oamenii de știință au reușit să reproducă pe celule umane procedura pe care au dezvoltat-o anterior pe celulele de șoarece. În timpul acestui proces, iPSC-urile sau celulele stem pluripotente induse au fost reprogramate anterior într-o stare stem celulară. Au fost capabili să se diferențieze în aproape orice tip de celulă. Au fost folosite pentru a obține ovule cu spermatozoizi, care apoi pot fi supuse unei intervenții chirurgicale inseminare artificialaîn scopul de a avea un copil.
În 2012 Michinori Saitu, angajat al Universității Japoneze din Kyoto și specialist în domeniul celulelor stem, a creat, împreună cu colegii săi, primele celule germinale primordiale artificiale, care sunt precursorii celulelor germinale umane. Aceste celule specifice apar în timpul etapei de dezvoltare embrionară. Ei sunt cei care dau startul ovulelor sau spermatozoizilor. Saitu le-a făcut „in vitro”, folosind celule ale pielii pe care le-a reprogramat folosind tehnologia iPSC într-o stare asemănătoare embrionului. Cercetătorii au reușit să obțină rezultate similare folosind celule stem embrionare sau ESC.
Celulele primite de Saitu s-au dovedit a fi incapabile să se divizeze dincolo de stadiul progenitor. În ciuda acestui fapt, el a descoperit că, dacă ar plasa celule progenitoare în testiculele de șoarece, le-ar ajuta să formeze spermatozoizi. Plasarea lor în ovare va duce la dezvoltarea ovulelor funcționale. Este foarte posibil să folosiți atât tipurile create de celule germinale pentru procedura FIV, cât și fertilizarea in vitro.
Încercările de a obține gameți umani funcționali similari au condus la crearea de celule PPC similare. Eficiența lor, sau nivelul de creare a celulelor germinale din celule stem, s-a dovedit a fi destul de scăzut. Acesta a fost un obstacol pentru dezvoltare ulterioară cercetare. Mai mult, abordarea anterioară a implicat introducerea genelor și, prin urmare, utilizarea celulelor în clinici a devenit imposibilă.
Acum grupul care a fost condus Azim Surani din Marea Britanie, Universitatea din Cambridge și Jacoba Hannah din Israel, Institutul de Știință Weizmann, au reușit să reproducă „prima jumătate” (invitro) a experimentului lui Saitu pe celule umane.
Eficiența este de top
Cheia succesului cercetătorilor a fost identificarea punctului de plecare potrivit. Problema principală în replicarea succesului cu celulele umane a fost diferențele considerabile dintre ESC-urile de șoarece și umane. Celulele de rozătoare sunt destul de „naive”: este foarte ușor să le redirecționați către calea de diferențiere dorită. Celulele umane sunt mai „pregătite” și mai puțin adaptabile.
Hanna a fost încă capabilă să înțeleagă că era foarte posibil să depășească aceste diferențe prin simpla „corecție” a celulelor. El și colegii săi au vorbit despre acest lucru într-o publicație din 2013. Oamenii de știință au creat o tehnică pentru transformarea ESC-urilor umane în altele naive, precum cele ale rozătoarelor. Omul de știință spune că, folosind aceste celule cu protocolul lui Saitu, au obținut imediat PPC-uri foarte eficiente.
Khanna și Surani au colaborat pentru a folosi iPSC și ESC-uri feminine și masculine pentru a produce celule precursoare de gameți cu o eficiență cuprinsă între 25 și 40%.
Amander Clark, expert în biologia reproducerii la Universitatea din California, notează că este deosebit de interesant faptul că laboratoarele lui Khanna și Surani au găsit o tehnică de generare a celulelor progenitoare sexuale cu eficiență maximă.
Celulele pe care le-au obţinut au o cantitate mare Etichete PPK. De exemplu, au modele epigenetice similare. Aceste modificări chimice cromozomiale afectează expresia genelor. O echipă de cercetători a comparat markerii proteici ai celulelor germinale primordiale artificiale și naturale (obținute de la fetuși avortați). Asemănarea lor semnificativă a fost dezvăluită.
Saitu spune că vor depune eforturi suplimentare pentru a înțelege și controla procesul de obținere a celulelor. De exemplu, este probabil ca în celulele umane proteina cheie să fie SOX17, în timp ce la șoareci este Sox2.
Următoarea etapă de lucru asupra rozătoarelor a fost introducerea PPC-urilor artificiale în ovarele sau testiculele animalelor pentru a le dezvolta în celule reproductive funcționale.
Adevărat, Hanna notează că nici el, nici colegii săi nu sunt încă pregătiți pentru astfel de experimente pe oameni. Alți oameni de știință sunt de acord că încă prea multe sunt necunoscute pentru introducerea PPC-urilor artificiale în corpul uman.
Potrivit Hannei, cercetătorii se gândesc și la posibilitatea de a injecta PPC-uri artificiale umane în ovarele sau testiculele șoarecilor sau altor animale. Probabil că vor încerca experimentul și pe primate. Potrivit omului de știință, continuarea experimentelor de către Saitu și alți colegi pentru a finaliza procedura de dezvoltare a ouălor de șoarece și a spermei în cultură poate forma o abordare care poate fi corectată pentru oameni.
Hannah spune că încă se gândește la acest subiect. Vrea să vadă cum reacționează comunitatea științifică după ce materialele sunt publicate.
Clark consideră că este necesară o legislație care să acopere experimentarea cu celule umane pentru a muta tehnologia în clinică și pentru a oferi o anumită posibilitate de a restabili fertilitatea unor femei și bărbați sterili. De exemplu, în Statele Unite, finanțarea federală pentru proiecte care creează embrioni umani pentru cercetare este interzisă la nivel legislativ. Dar asta este exact ceea ce poate fi necesar pentru a testa o nouă tehnică. Restricțiile, potrivit lui Clark, trebuie schimbate, înlocuite cu linii directoare universale pentru etica și siguranța cercetării.
Se speră că într-o zi va fi posibil să se obțină ouă din celulele pielii unei femei sterile și, într-un mod similar, să se obțină spermă din corpul unui bărbat steril.
Visele de creștere a ovulelor și a spermei în afara corpului uman rămân doar vise pentru moment. Deși progresul în lucrul cu rozătoarele a fost mai semnificativ decât cu oamenii, chiar și cu șoarecii este incredibil de dificil pentru oamenii de știință să repete succesele anterioare.
Esența cercetării este să aveți timp pentru a aplica această tehnică persoanelor care altfel nu ar putea avea copii. Este despre despre extragerea celulelor din corpul lor, obținerea din ele folosind clonarea terapeutică a celulelor stem și apoi formarea de ouă sau spermatozoizi.
Posibilitatea de a obține un ou folosind o metodă de laborator ar putea rezolva o altă problemă semnificativă care apare la utilizarea clonării terapeutice. Vorbim despre o nevoie incredibilă de ouă.
În 2003, cercetătorii americani au obținut ouă similare din celule stem de șoarece. Și oamenii de știință japonezi au obținut celule asemănătoare spermatozoizilor. Pentru aceasta nu au avut nevoie de trucuri speciale. Celulele stem ar putea fi ușor diferențiate în tipuri diferite celule. Unii dintre ei s-au dezvoltat și în gameți embrionari.
Apoi condus George Daly Un grup de oameni de știință de la Boston Harvard Medical School (SUA) a încercat să introducă celule germinale derivate din celule stem într-un ou obișnuit de șoarece. Căutau să vadă dacă o pot fertiliza. Jumătate dintre embrionii rezultați au reușit să ajungă la stadiul de două celule, iar o cincime dintre ei au ajuns la veziculă germinativă.
Adevărat, în doi ani, după transplantul acestui sac embrionar într-o femelă de șoarece, sarcina nu s-a dezvoltat niciodată. A raportat asta Paul Leroux, unul dintre membrii acestui grup.
grup australian Orly Lacham-Kaplana de la Universitatea Monash au declarat la conferință că au încercat pentru prima dată să obțină ouă de șoarece folosind aceeași metodă folosită fără succes de echipa lui Leroux în 2003. Australienii au reușit folosind mostre obținute de la o rozătoare prepuberală. Lacham-Kaplan asigură că încearcă să reproducă factorii naturali de creștere.
Este posibil ca încercările de a obține ovule și spermă să devină în curând un domeniu de interes pur academic. La urma urmei, multe obstacole nu au fost încă depășite.
Aceasta nu se referă numai la personalități atât de originale ale lumii științei precum Severino Antinor. Acest personaj controversat se ocupă de problema fertilizării și s-a mutat acum la Moscova, unde activitățile sale nu sunt interzise. El le-a spus deja reporterilor că aici a putut ajuta trei bărbați care nu puteau produce spermă. El a luat celule stem din celulele donatoare și apoi le-a injectat în ovarele pacienților.
Dacă acest lucru este adevărat, atunci această procedură este foarte periculoasă, celulele stem la șoareci provoacă teratom, o tumoare malignă. Potrivit lui Antinori, biopsia nu a evidențiat niciun semn de cancer. Dar unele zone ale testiculelor au putut să se regenereze, deși spermatozoizii nu au început să se formeze la niciunul dintre bărbați. Potrivit acestuia, el intenționează să obțină celule germinale folosind metoda Daly și Aflatunyan, introducându-le în loc de celule stem în testicule.