оплодотворение собственным костным мозгом

Женщины скоро сами смогут вырабатывать сперму

В будущем женщины, возможно, смогут самостоятельно производить сперму, заявляет ученый, утверждая, что ему удалось создать клетки спермы ранней стадии развития из клеток костного мозга.

Работа, которой занимается сейчас его группа сотрудников, ставит целью вырастить полноценные сперматозоиды из клеток костного мозга в качестве метода восстановления фертильности у молодых мужчин, перенесших лечение от онкологических заболеваний. До начала клинических исследований может пройти около пяти лет.

Профессор Карим Найерния и его коллеги завершили эксперименты этого рода на самках мышей. На протяжении нескольких месяцев они изучали, может ли этот метод применяться настолько широко, чтобы организм женщин тоже мог в принципе служить источником спермы.

Наряду с клонированием это грозит подарить человечеству вторую технологию, которая сделает мужчин «избыточным элементом».

Получение предполагаемых сперматозоидов ранней стадии развития из организмов четырех добровольцев мужского пола было темой публикации в сегодняшнем номере журнала «Репродукция: биология гамет». Автором выступил профессор Нейерния из Института клетки Северовосточной Англии в Ньюкасле-на-Тайне.

Некоторые эксперты призывают осторожно относиться к таким заявлениям, ставя под вопрос безопасность использования сперматозоидов, полученных из стволовых клеток, а один из экспертов скептически высказался об идее получения сперматозоидов из клеток женщин.

В рамках эксперимента, который проводился в Геттингенском университете в Германии, профессор Найерния и его команда использовали костный мозг добровольцев мужского пола, в котором выделяли «родительскую клетку». Эти стволовые клетки, как было установлено, могут служить основой для выращивания других тканей, например мышечных.

В ходе лабораторных исследований ученые стимулировали развитие стволовых клеток. В итоге они получили клетки, которые выглядели обычно, но генетические маркеры указывали, что это были частично развитые клетки спермы, известные также как «сперматогониальные» стволовые клетки.

У большинства мужчин сперматогониальные стволовые клетки в конечном итоге развиваются в зрелые сперматозоиды, но в ходе эксперимента этого пока не достигнуто, говорит профессор Найерния.

По его словам, его работа подкрепляется исследованием, проведенным на мышах профессором Роналдом Свердлоффом из Университете Калифорнии в Лос-Анджелесе, который в статье в American Journal of Pathology свидетельствует, что эти стволовые клетки можно превратить в клетки спермы.

Профессор Найерния говорит: «Мы очень воодушевлены этим открытием. Наша следующая цель – посмотреть, можем ли мы добиться превращения сперматогониальных стволовых клеток в полноценные клетки спермы».

Он будет вынужден просить разрешения на проведение подобных экспериментов с костным мозгом человека в Ньюкасле, где Институт клетки «Центр жизни» сообщил о первом в мире клонированном эмбрионе человека.

Что касается выращивания клеток спермы из женских клеток, он говорит: «У нас имеются свидетельства того, что это возможно, по крайней мере в случае мышей». Однако для подтверждения требуются дополнительные эксперименты.

Профессор Найерния обеспокоен тем, что правительство может признать незаконным лечение, основанное на этой работе. В «Белой книге» утверждается, что использование искусственных гамет – половых клеток – может «вызвать рост огромного числа новых возможностей, в том числе сделать возможным создание ребенка за счет совмещения генетического материала двух женщин».

Профессор Робин Ловелл Бэдж из Национального института медицинских исследований в Милл-хилл в Лондоне сказал, что существуют фундаментальные причины, по которым клетки костного мозга женщин не могут перерождаться в клетки спермы.

У мужчин есть Y-хромосома и X-хромосома, в то время как у женщин – две Х-хромосомы. Профессор Ловелл Бэдж говорит, что Y-хромосома имеет ключевое значение для клеток спермы, а наличие двух Х-хромосом «несовместимо с производством сперматозоидов».

«Единственная подлинно определяющая черта половой клетки – это ее способность к мейозу – делению, в результате которого в яйцеклетках и сперматозоидах остается только по одной хромосоме, вместо пары хромосом, как во всех других клетках. Авторы утверждают, что они еще не определили, способны ли на это выделенные ими клетки, но это имеет ключевое значение, если они хотят обосновать свои заявления».

По словам оппонента, в работе содержится «несколько вводящих в заблуждение заявлений», цитируется работа 2006 года «сомнительного содержания», и, кроме того, она основывается на использовании молекулярных маркеров для определения «предполагаемых» клеток спермы, что очень далеко от подлинных исследований возможностей использования спермы, полученной таким образом, для воспроизводства.

Профессор Гарри Мур из Университета Шеффилда говорит: «Мы должны быть предельно осторожны. К сожалению, эти манипуляции со стволовыми клетками могут привести к перманентным генетическим изменениям, что может сделать их использование небезопасным».

Джозефин Квинтавалл из Comment on Reproductive Ethics говорит: «Ирония ситуации в том, что одно из немногих нововведений в репродуктивной медицине, которое правительство хочет запретить, это именно то, которое Комиссия по репродуктивной этике готова одобрить. Однако бесплодным мужчинам рано радоваться. В этой работе слишком много натяжек. А что касается получения спермы из клеток женщин, то любой первокурсник биологического факультета спросит: «Откуда же возьмется Y-хромосома?»

Источник

Донорские клетки костного мозга помогли мышам забеременеть

Американские медики выяснили, что в начале беременности стволовые клетки из костного мозга отправляются в матку и размножаются там, образуя участок плаценты. Пересадив костный мозг от здоровых мышей бесплодным мутантным животным, исследователи смогли восстановить работоспособность матки, а в некоторых случаях вернули мышам плодовитость. Работа опубликована в журнале PLoS Biology.

Красный костный мозг часто считают главным врагом эмбриона: там образуются иммунные клетки, а их с точки зрения плод — это чужеродное тело в организме матери и с ним нужно бороться. Именно поэтому некоторые стволовые клетки мигрируют из организма плода в красный костный мозг матери и подавляют там воспаление, чтобы иммунные клетки не развернули «боевые действия».

Решеф Таль (Reshef Tal) и его коллеги из Йельской медицинской школы обнаружили, что иногда красный костный мозг выступает как союзник эмбриона и становится источником клеток для плаценты.

Ученые воспользовались собственным методом: мышам вводили химиотерапевтический препарат вместе с веществом SCF (stem cell factor, сигнальная молекула для стволовых клеток). В результате стволовые клетки костного мозга погибали, а половые клетки оставались живы. Затем мышам пересаживали клетки красного костного мозга от флуоресцентного донора — животного, в геном которого был встроен ген зеленого флуоресцентного белка. Анализ костного мозга реципиентов показал, что донорские клетки активно заселяют освободившуюся нишу и животные становятся химерами.

Когда мыши-реципиенты забеременели, исследователи разглядели внутри их матки скопление зеленых светящихся клеток — в том самом месте, куда имплантировались эмбрионы. Ученые окрасили эти клетки на характерные поверхностные маркеры и обнаружили, что вместо клеток крови пришельцы из костного мозга превратились в клетки децидуальной ткани — материнской части плаценты.

Затем исследователи повторили свой эксперимент на мутантных мышах с дефектом гена Hoxa11. Это один из факторов транскрипции, который участвует в процессах размножения и развития. Мыши, лишенные обеих копий гена Hoxa11, не способны забеременеть вообще, а гетерозиготы приносят в 1,5-2 раза меньше потомства, чем обычные животные. Ученые предположили, что с помощью пересадки костного мозга можно спасти мышей от бесплодия.

В их эксперименте участвовали несколько групп: контрольная (здоровые мыши, которым пересаживали костный мозг от здоровых мышей), а также гомо- и гетерозиготы по мутации, которые получали клетки от здоровых мышей или мутантных гомозигот. Как и следовало ожидать, контрольная группа размножалась хорошо, а мутанты, которым пересадили костный мозг мутантов, не размножались вообще.

После пересадки здорового костного мозга мутанты, лишенные здоровых копий гена, все равно не могли забеременеть. Тем не менее, в их матке возникала децидуальная ткань: донорские клетки делились сами и благотворно влияли на соседей.

Гетерозиготы приносили в два раза меньше потомства, чем контроль, если получали костный мозг мутантов. Зато если гетерозиготам пересаживали здоровые стволовые клетки, они размножались так же хорошо, как и контрольная группа. Таким образом, пересадки костного мозга оказалось достаточно, чтобы вернуть им плодовитость.

В отличие от мыши, у человека децидуальная ткань возникает не в процессе имплантации эмбриона, а перед ней — в ходе каждого менструального цикла, после овуляции. Тем не менее, известно, что и у человека количество белка Hoxa11 часто снижается при разных патологических состояниях, включая эндометриоз и выкидыш. И не исключено, что донорские клетки костного мозга могут оказаться полезны женщинам для сохранения беременности.

Довольно часто костный мозг все-таки восстает против зародыша, и тогда развивается воспаление, угрожающее его жизни и здоровью женщины. Ученые выяснили, что такую ситуацию может спасти аспирин — распространенное противовоспалительное.

Источник

Плодитесь и размножайтесь без мужчин!

Ученые получили сперму из костного мозга женщины

“Хотите родить ребенка вообще без всякого мужчины? Нет проблем! Родите от самой себя или своей подруги!” Такое сенсационное заявление прозвучало на днях из уст профессора британского университета Ньюкасла Карима Найернии. Группа ученых под его руководством получила сперму из. костного мозга женщины.

Точнее, опыты проводились на самках лабораторных мышей. И тем не менее идея, изложенная в известном польском фильме “Секс-миссия”, — размножение женщин без участия мужчин, — похоже, очень близка к воплощению.

Прокомментировать данное открытие “МК” попросил руководителя лаборатории Института общей генетики РАН, доктора биологических наук Сергея КИСЕЛЕВА.

— Это действительно слишком неожиданное открытие, — считает Киселев. — В природе, конечно, есть однополые виды животных. К примеру, ящерицы, которые обитают на Кавказе. В них генетически заложен механизм самокопирования. И все потомство, которое рождается у самки, один в один повторяет ее, мать, бабушек и прабабушек. Происходит это путем удвоения набора одинаковых хромосом, заложенных в яйцеклетке ящерицы.

— Однако ученые заявляют о получении спермы! Как сообщает еженедельник New Scientist, сначала британцы опробовали данную методику на мышах, то есть получили сперму из эмбриональных стволовых клеток самок, а затем добрались и до костного мозга. Как это возможно?

— Из эмбриональных стволовых клеток сперматогонии (незрелые сперматозоиды), конечно, получить проще. Ведь эти клетки стоят на более ранней ступени развития. Если на них воздействовать определенным способом, то не исключено, что из них образуются сперматогонии. А вот что касается клеток костного мозга, то они созревают гораздо позже зародышевой ткани. И для того, чтобы получить из них незрелые сперматозоиды, надо развитие стволовых клеток костного мозга повернуть вспять, чтобы они вернулись в свое новорожденное состояние. Если именно это удалось британцам, то я бы назвал результат научным достижением.

— Сперматозоиды бывают двух видов — несущие женский и мужской хромосомный набор. Получается, сперматозоиды из костного мозга женщины “начинены” исключительно женскими хромосомами?

— Да, они действительно будут нести только женский тип хромосом.

— Так это получается клонирование?

— В конце концов получается клон, но процесс его создания клонированием назвать нельзя.

— А смогут таким же образом мужчины воспроизводить себя без участия женского генетического материала?

— Выходит, что так. Кстати, еще в 2006 году, по заявлению ученых, им удалось получить шесть мышат из спермы, полученной из костного мозга взрослого самца. Ее подсадили в яйцеклетку, из которой предварительно убрали ядро, содержащее набор хромосом. В результате рожденные мышата выросли, хотя и испытывали определенные проблемы со здоровьем.

— Все они получились мужского пола?

— Да. Но тут надо иметь в виду, что сперматогонии просто могли находиться в костном мозге самца. Кто знает, в природе возможны случайности. И не факт, что те же незрелые сперматозоиды могут быть в костном мозге самки. Но если их все-таки раздобудут, то детеныши тоже будут исключительно самками. Если, конечно, полученные сперматогонии смогут созреть до сперматозоидов.

— То есть если все удастся с мышами, в дальнейшем у любой женщины появится возможность рожать от самой себя?

— Это было бы возможно, но нежелательно. Это как близкородственная половая связь, в результате которой может рождаться уродливое потомство. Насколько я понял, британские ученые все же больше ратуют за то, чтобы женские яйцеклетки оплодотворялись спермой, взятой у других женщин. К примеру, пишут ученые, это был бы выход для лесбийских пар, которые хотят общего ребенка.

Университет Ньюкасла уже подал запрос на получение от правительства Великобритании разрешения приступить к опытам с женскими стволовыми клетками костного мозга. Ожидается, что работы начнутся уже предстоящей весной.

По мнению профессора Найернии, пригодная для деторождения сперма может быть создана из женского костного мозга уже к 2010 году.

Источник

Однополое оплодотворение, возможно, не за горами: ученые получили сперму из женских клеток

Генетики совершили научный прорыв, научившись получать сперматозоиды из женских эмбрионов. В перспективе благодаря этому лесбийские пары смогут заводить собственных биологических детей, пишет The Daily Telegraph.

Британские специалисты, которые ранее научились превращать взятые у мужчин клетки костного мозга в сперматозоиды, теперь повторили аналогичный эксперимент со стволовыми клетками женщин. (Полный текст на сайте InoPressa.ru).

Открытие совершила группа из Университета Ньюкасла, которая теперь добивается права создать сперматозоиды из клеток костного мозга, взятых у женщин. Если это удастся, их метод станет более практичным, чем при использовании эмбриональных клеток.

В результате у лесбийских пар однажды появится возможность обзавестись детьми, которые будут иметь гены обеих женщин – сперму, полученную из костного мозга одной из них, можно будет использовать для оплодотворения яйцеклетки партнерши.

Мужчины и женщины отличаются друг от друга благодаря так называемым половым хромосомам. И у тех, и у других есть X-хромосома. Но лишь у мужчин имеется Y-хромосома, которая содержит всего несколько генов, но играет важнейшую роль в выработке мужских половых клеток. В связи с этим ученые критически относились к идее о том, что из стволовых клеток женщин можно получать сперматозоиды.

В апреле прошлого года на первых полосах газет оказалось имя Карима Наирнии, профессора биологии из Университета Ньюкасла. Ученому удалось получить примитивные сперматозоиды из стволовых клеток взрослого мужчины. Теперь же он смог повторить эксперимент, получив сперму из стволовых клеток женских эмбрионов. Отчет о данной работе пока не опубликован.

Следующим шагом станет попытка заставить эти примитивные клетки пройти мейоз, чтобы получить достаточное количество генетического материала для оплодотворения. Профессор Наирния продемонстрировал потенциал своего метода в 2006 году, когда с помощью спермы, полученной из эмбриональных стволовых клеток самца мыши, удалось зачать семь детенышей – шестеро из них успешно выросли, хотя и испытывали определенные проблемы.

Теперь ученый с оптимизмом смотрит на получение в лабораторных условиях спермы из женских клеток. «Я считаю, что для науки это в принципе возможно», – заявил профессор журналу New Scientist. Он рассказал, что намерен попросить у университета разрешение на использование женских клеток костного мозга, из которых попытается получить женскую сперму.

В то же время доктор Робин Лоуэлл-Бэдж, эксперт по стволовым клеткам и определению пола из лондонского Национального института медицинских исследований, сомневается, что эксперимент удастся: «Помешает наличие двух X-хромосом. Более того, необходимо, чтобы гены из Y-хромосомы прошли мейоз. То есть перед ними как минимум два непреодолимых препятствия».

Бразильская группа ученых во главе с доктором Ириной Керкис из Института Бутантан в Сан-Пауло утверждает, что ей удалось получить из эмбриональных стволовых клеток самца мыши одновременно сперматозоиды и яйцеклетки – отчет об этом опубликован в журнале Cloning and Stem Cells.

Исследователи пока не продемонстрировали, можно ли оплодотворить полученные таким образом яйцеклетки, чтобы произвести на свет жизнеспособное потомство. Тем не менее, они задумываются о возможности воспроизводства человека с помощью клеток представителей одного пола.

Если все эти эксперименты принесут плоды, то у мужчин-гомосексуалистов также появится возможность предоставлять свои клетки кожи для получения яйцеклетки, затем оплодотворять ее спермой партнера и помещать в утробу суррогатной матери. «Полагаю, это возможно, – говорит доктор Керкис. – Но не знаю, как люди посмотрят на такое с точки зрения этики».

В настоящее время британский парламент обсуждает поправки к закону 1990 года об оплодотворении и эмбриологии человека. От правительства требуют включить в закон разрешение в будущем использовать яйцеклетки и сперматозоиды, выращенные в лаборатории из стволовых клеток.

Как бы то ни было, формулировка, содержащаяся в поправках, разрешит использовать лишь сперму, полученную от мужчин, а яйцеклетки – от женщин.

Источник

Матери в одиночку: женщины смогут продолжить род, если мужчины вымрут

Мужская Y-хромосома — это маленький кусок Х-хромосомы, от которой в процессе эволюции осталось только 10%. За время существования человечества Y-хромосома не уменьшилась, и всё же существует гипотетический риск того, что мужская половина человечества может когда-нибудь исчезнуть. Как рассказали «Известиям» ведущие российские генетики, в этом случае женщины сумеют продолжить человеческий род самостоятельно, посредством партеногенетического размножения. Об этом — в предпраздничном материале «Известий».

Икс без игрека

Как выяснили ученые, мужская Y-хромосома в процессе своего существования (еще до появления человека) потеряла большинство — примерно 90% — почти из 1,4 тыс. изначально имеющихся в ней генов. А принципиально отличает мужчин от женщин всего один ген.

— Это ген SRY (Sex-determining Region Y), — пояснил академик РАН, научный руководитель Института общей генетики РАН Николай Янковский. — И если пересадить перед рождением только этот ген — женщина станет мужчиной. Это регулятор, он включает и выключает все остальные гены, определяя развитие по мужскому типу. Конечно, у Y-хромосомы есть и другие гены, отличающие мужчин и женщин, — например, ген волосатости ушей. Но он не имеет отношения к контролю пола. Он просто находится в том же носителе информации, что и SRY.

Единственный определяющий развитие по мужскому типу ген расположен на очень маленькой Y-хромосоме, которая остается неизменной на протяжении всей истории человечества. И всё же имеется вероятность, что она может полностью потерять свою функцию в течение следующих 10 млн лет.

Однако, как это ни странно, такое развитие событий не обязательно означает прекращение человеческого рода. К вопросу, что будет, если женщинам придется размножаться без мужчин, генетики относятся оптимистично.

— Женщины в отличие от мужчин могут воспроизводиться без оплодотворения, — объяснил ведущий научный сотрудник Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, профессор Техасского А&М университета (США) и Гёттингенского университета (Германия) Константин Крутовский. — Это возможно потому, что они имеют полноценный набор хромосом. Женщины получают две половые Х-хромосомы — одну от папы и одну от мамы. В каждой примерно 1,4 тыс. генов. Всего 2,8 тыс. А мужчины получают Х от мамы и маленький довесок Y — от папы. В Y-хромосоме примерно 200 генов, из которых только 72 белок-кодирующие. То есть у них примерно 1,6 тыс. генов. Хотя этого достаточно для развития полноценного ребенка, но отсутствуют репродуктивные структуры для его вынашивания.

По словам Константина Крутовского, если мужчины по каким-то причинам исчезнут, женщины гипотетически могут перейти на партеногенетическое размножение — то есть будут использоваться яйцеклетки, которые не прошли редукционное деление в мейозе при формировании гаплоидных гамет. Такая диплоидная яйцеклетка может развиться в точную копию мамы. То есть будут рождаться только девочки. У мужчин же нет возможности получить точную копию папы.

Партеногенез — это одна из форм полового размножения организмов, при которой яйцеклетка развивается во взрослый организм без оплодотворения. Несмотря на то что ребенок не имеет папы, а происходит только от мамы, партеногенез является половым размножением, так как организм развивается из половой клетки. В природе существует много видов животных, которые размножаются партеногенетически. Это улитки, пауки, тараканы, тли, некоторые виды муравьев, скальные ящерицы, комодские вараны, некоторые виды рыб и птиц. В том числе куры.

В разных лабораториях мира уже были проведены эксперименты по партеногенетическому получению жизнеспособных эмбрионов млекопитающих в лабораторных условиях. Яйцеклетки крыс, макак и человека были обработаны для того, чтобы предотвратить редукционное деление (деление ядра клетки с уменьшением числа хромосом в два раза. — «Известия»). Эти эксперименты закончились получением жизнеспособных бластоцист — зачатков эмбриона. В 2004 году в Японии смогли вырастить из бластоцисты, полученной партеногенетическим способом, жизнеспособную взрослую особь (мышь).

Двойной резерв

Получается, что у женщин существует возможность продолжения рода без мужчин, а вот у мужчин такая перспектива отсутствует. Это происходит потому, что женщина изначально защищена природой лучше — именно из-за того, что на ней лежит ответственность за вынашивание ребенка.

Мужчина производит миллионы сперматозоидов в день, женщина — только одну или несколько яйцеклеток в месяц. То есть в условиях угрозы человеческой цивилизации один мужчина сможет оплодотворить много женщин для того, чтобы сохранить численность популяции и продолжить род, а вот обратную ситуацию себе представить невозможно.

Сперматозоиды, достигающие яйцеклетку, 3D модель

Таким образом, количество женщин в популяции более важно для поддержания ее численности, чем количество мужчин. Природе безопаснее жертвовать для своих «экспериментов» мужчинами, чем женщинами. Из-за этого мужская половина человечества рассматривается природой как испытательный полигон, где можно быстро попробовать разные варианты генов (мутаций), влияющих на приспособляемость, поведение, устойчивость к болезням и так далее.

Это происходит именно потому, что у женщины есть два одинаковых по числу наборов генов: Х-хромосома от мамы и Х-хромосома от папы. Если вдруг окажется, что какой-то ген дефектный, то другой ген может его компенсировать, давая возможность женскому организму нормально развиваться и жить.

Именно так и происходит — женщины реже болеют наследственными заболеваниями и при этом чаще являются носителями неблагоприятных мутаций, связанных с Х-хромосомой. Если же дефектный ген Х-хромосомы встретится в мужском эмбрионе, то он «сработает7 на 100%. Ведь он содержится в единственной Х-хромосоме, доставшейся от мамы, — дублирующего набора нет. В малюсенькой Y-хромосоме всего 200 генов, и те «брошены» на обеспечение брутальности: это факторы фертильности, гормональные гены, обеспечивающие «поведение мачо».

— У мужчин все неблагоприятные мутации «торчат наружу» из-за отсутствия дублирующей Х-хромосомы, — пояснила ведущий научный сотрудник лаборатории анализа генома Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН Светлана Боринская. — А у женщин вторая Х-хромосома в большинстве случаев нормальным геном обеспечивает нужную функцию. Поэтому частота гемофилии у мальчиков — 1 на 10 тыс., а девочки болеют, только если с двух сторон получают дефектный ген. Это — уникальные случаи. То же самое с дальтонизмом.

Константин Крутовский подтвердил, что в человеческой популяции больше отклонений от нормы замечено у мужчин.

— Образно говоря, расхожая фраза, что «все мужики козлы», — ближе к сути, нежели та, что «все бабы дуры». Однако и гениев среди мужчин тоже больше. Ведь мутации бывают и благоприятными, не только негативными, хотя и гораздо реже. Положительная мутация генов Х-хромосомы также чаще проявляется в мужском организме именно из-за того, что отсутствует маскирующий, дублирующий набор генов Х-хромосом, — отметил он.

Однако, по словам ученого, успокоить прекрасную половину человечества в канун 8 Марта можно тем, что, по статистике, женщины в среднем всё делают лучше мужчин. И даже водят машину.

По мнению ученых, женщины смогут справиться со многими тяжелыми ситуациями, даже с исчезновением мужчин. Но жизнь без них была бы невыносимой.

Источник