Już niebawem uda się odtworzyć plemniki z komórek macierzystych?

Opierając się na dwóch liniach zarodkowych komórek macierzystych powstałych w laboratorium, naukowcy odtworzyli zaokrąglone spermatydy w jednym z ostatnich etapów spermatogenezy, tuż przed pojawieniem się plemników. A jeśli poprowadzi to do powolnego, ale i ostatecznego, wyjaśnienia niepłodności u mężczyzny?

Przyszłość medycyny nieuchronnie opiera się na komórkach macierzystych, które dominują jako jedno z głównych rozwiązań zastąpienia bądź ponownego utworzenia uszkodzonych lub brakujących tkanek.

Z uwagi na to, że komórki te są niezróżnicowane, zachowują one zdolność do przekształcania się w jakikolwiek składnik organizmu: neurony, erytrocyty, krwinki czerwone, limfocyty i plemniki i wiele innych.

W celu uniknięcia stosowania ludzkich embrionalnych komórek macierzystych, których dotyczyła etyczna debata, naukowcy od kilku lat starają się odwrócić normalny stan rzeczy, odtwarzając niezróżnicowane komórki z już wyodrębnionej tkanki. Noszą one nazwę indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych (ICSP).

Kontrolowanie procesu ewolucji komórki to niełatwe zadanie. Udało się tego dokonać w przypadku niektórych tkanek, inne zaś nie są jeszcze kompletnie opanowane.

Co nie zmienia faktu, iż lista sukcesów się wydłuża. Czy nowa metoda na wyprodukowanie plemników będzie niedługo figurowała na pierwszym miejscu? Naukowcy z Uniwersytetu w Pittsburghu (Stany Zjednoczone) na łamach Cell Reports twierdzą, iż są bliscy powodzenia.

Komórki macierzyste przekształcone w spermatydy

Biologom udało się odtworzyć linie zarodkowe ESC i ICSP pochodzące z próbek skóry w pierwszej fazie spermatogenezy, czyli procesu prowadzącego do tworzenia gamet żeńskich.

Spermatogonie (komórki początkowe) stały się spermatocytami typu I, zdolnymi do mejozy (podwójnego podziału komórek zarodkowych), a więc zdolnymi do zintegrowania  się kolejnej fazie tworzenia spermatocytów typu II.

Jednocześnie naukowcom powiodło się odtworzenie akrozyny i innych białek właściwych spermatydom. W badaniach zróżnicowanie zatrzymało się na poziomie jednego z ostatnich etapów spermatogenezy.

Aby zakończyć proces, potrzebne jest stopniowe wydłużenie komórek w taki sposób, by uformować ciało komórki i wić konieczną do powstania zdrowego plemnika.

Wyróżnione geny, testowane w trakcie kolejnych etapów, są zdrowe i spójne z linią genetyczną, co zdaniem naukowców oznacza że proces odbywa się bez zakłóceń, a zatem jest wykonalny.

Leczenie bezpłodności tematem debaty

To odkrycie stanowi ważny krok w walce z bezpłodnością. Z jednej strony, odtworzenie plemników począwszy od komórek skóry zapewniłoby konkretne rozwiązania dla bezpłodnych mężczyzn.

Wiadomo już, że niektóre sposoby leczenia raka nieodwracalnie powstrzymują produkcję gamet płci męskiej. Z drugiej strony, staje się możliwe określenie i kontrolowanie czynników prowadzących do spermatogenezy, oferując możliwość zrozumienia niektórych przyczyn niepłodności u mężczyzn i zaproponowanie rozwiązań.

Ale, nawet jeśli technika ta jest obiecująca, można już teraz założyć, że będzie temu tematowi towarzyszyła surowa krytyka, gdy naukowcy skonkretyzują osiągnięcia.