костный мозг женщины для оплодотворения
Мы близки к тому, чтобы делать детей из стволовых клеток. Чем это грозит?
В 2007 году группа исследователей сообщила о поразительном открытии: они создали подобные сперматозоидам клетки из стволовых клеток, полученных из костного мозга человека. Однако два года спустя исследование было удалено из-за обвинений в плагиате. И вот, тринадцать лет спустя, способность создавать функциональную человеческую сперму из стволовых клеток остается задачей многих ученых во всем мире. Ведь это могло бы раз и навсегда решить проблему людей, у которых не получается зачать ребенка. И получить при этом надежду на дальнейшую эволюцию. И судя по результатам исследований, получить сперматозоиды из стволовых клеток гораздо реальнее, чем попасть в черную дыру.
С помощью костного мозга человечество оказалось на пороге репродуктивной эволюции
Можно ли создать половые клетки из стволовых клеток
Ученые пытались выяснить, как создать функционирующие человеческие гаметы — яйцеклетки и сперму — из стволовых клеток в течение 20 или 30 лет, говорит Витторио Себастьяно, биолог из Стэнфордского университета, чьи исследования сосредоточены на репродуктивной биологии. Это поможет людям, борющимся с бесплодием, иметь детей, а ученые смогут раскрыть секреты человеческого развития. С 2007 года они добились значительного прогресса в этом направлении, создав здоровых детенышей мышей из гамет, генерируемых стволовыми клетками, и даже незрелые яйцеклетки человека. Но впереди еще долгий путь, прежде чем ученые смогут превратить костный мозг в человеческих младенцев.
Мы действительно пытаемся найти способы эффективно и надежно генерировать половые клетки, которые в краткосрочной перспективе можно использовать для зачатия детей, — говорит Себастьяно.
Чем это отличается от ЭКО
Когда в 1978 году родился первый ребенок, зачатый с помощью экстракорпорального оплодотворения (ЭКО), это стало большим шагом вперед в репродуктивной науке и предвестником исследований стволовых клеток, проводимых сегодня. Но ЭКО не подходит для каждого человека или пары, пытающейся завести ребенка. Например, его нельзя сделать тем, кто родился без гамет или получил агрессивное лечение рака в молодом возрасте. Новый научный метод предоставит этим людям новый шанс на рождение своих детей.
Следующий важный шаг был сделан в 2000-х годах, когда были созданы индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК). Эти клетки получают из клеток крови или кожи и перепрограммируют, чтобы превратить их в эмбриональные клетки, которые смогут развиваться в организме. С тех пор исследователи пытались выяснить, как превратить эти эмбрионоподобные клетки в функциональные сперматозоиды и яйцеклетки.
Колония индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, используемых для лечения редкого генетического заболевания — анемии Фанкони.
По словам Себастьяно, эта работа отчасти осложнялась тем, что ученые не могли полностью понять, что происходит с человеческим эмбрионом во время нормального развития. Ученые разбирают этот процесс на мышах, потому что грызунов легко изучать в лаборатории. Но этические ограничения и технические факторы (например, доступ к эмбрионам в нужный момент) затрудняют изучение этого явления на людях.
Искусственно выращенные яйцеклетки
Несмотря на препятствия, ученые добились значительного прогресса за последние 10 лет. В 2012 году группа исследователей в Японии создала оплодотворенные яйца мышей из стволовых клеток и использовала эти яйца для выведения здоровых мышей. Таким образом ученые показали, что можно заставить эти клетки стать полностью функциональными яйцеклетками или спермой.
Группа ученых смогла превратить стволовые эмбриональные клетки мыши в клетки, функционирующие как сперматозоиды.
В 2018 году та же группа японских ученых совершила еще один крупный прорыв. Используя клетки крови человека и технику плюрипотентных стволовых клеток, им удалось произвести человеческую яйцеклетку.
По словам ученых, аналогичные попытки предпринимаются и для создания спермы. На протяжении многих лет проводилось несколько экспериментов создать спермоподобные клетки, в том числе во время исследования костного мозга в 2007 году. Вероятно, в ближайшие несколько лет мы сможем генерировать полностью функциональные сперматозоиды и яйцеклетки. Однако вопрос будет в том, как ученые проверят качество этих гамет.
Первый в истории науки эмбрион, созданный без готовых яйцеклеток и сперматозоидов. Достичь этого получилось благодаря выращиванию эмбриона из стволовых клеток прямо в чашке Петри на микроскопическом 3D-каркасе из геля.
Чем опасно выращивание детей из стволовых клеток?
Единственный способ полностью оценить качество и функциональность спермы или яйцеклетки — это использовать их, то есть попытаться оплодотворить другую гамету и произвести на свет ребенка. Вот почему к этой работе нужно подходить с особой осторожностью. Как только ученые разработают методы, которые, по их мнению, производят зрелые человеческие яйцеклетки и сперму, следующим шагом будет тестирование этих наработок на приматах. Таким образом исследователи могут проследить всю жизнь отдельных животных, выращенных с помощью этого метода, чтобы увидеть, не возникнут ли какие-либо неожиданные проблемы, говорит Себастьяно.
Если вам интересны такие исследования, подпишитесь на нас в Яндекс.Дзен, чтобы не пропускать новые материалы!
Биолог не сомневается, что однажды эти стволовые клетки могут помочь людям, борющимся с бесплодием, произвести на свет здоровых детей. Конечно, есть также важные этические соображения, которые необходимо тщательно учитывать. Он отмечает, что этот метод может повлиять на человеческую жизнь на уровне поколений. И многие люди также обеспокоены другими последствиями в будущем, такими как способность создавать «дизайнерских младенцев» или производить потомство из волос, украденных у ничего не подозревающих знаменитостей. Необходимо начать прорабатывать медицинские и юридические вопросы, связанные с этим методом, сейчас, прежде чем он станет жизнеспособным.
Очевидно, существует необходимость в создании детей данный способом, но поскольку мы действительно имеем дело с очень уникальным типом клеток… нам нужно быть осторожными.
Яйцеклетки и сперматозоиды из стволовых клеток
От бесплодия спасут искусственные половые клетки
Алексей Тимошенко, GZT.ru
Биологам впервые удалось получить половые клетки из эмбриональных стволовых. Это крайне важный шаг в получении искусственной спермы и яйцеклеток, ведь в перспективе именно с их помощью будут лечить бесплодие.
Группа ученых из Стэнфордского университета (США, штат Калифорния) опубликовала в журнале Nature статью, в которой рассказала о получении из эмбриональных стволовых клеток человеческих гамет – половых клеток. Об их непосредственном применении в репродуктивной медицине говорить преждевременно, хотя теоретически работа биологов может привести к радикальному решению проблемы бесплодия.
Бесплодие: окончательное решение вопроса?
Бесплодие у человека может быть вызвано целым рядом причин. Сложный и деликатный процесс формирования яйцеклеток и сперматозоидов зависит от сотен, если не тысяч факторов, и в настоящее время далеко не всегда удается справиться с его нарушениями.
Открытие стволовых клеток и последующее изучение их свойств дает определенную надежду на решение деликатной проблемы. Стволовые клетки могут неограниченно делиться и впоследствии приобретать различную специализацию, давая начало самым разным тканям и органам. Так почему бы их не использовать и для получения в лабораторных условиях половых клеток? Ведь репродуктивные органы формируются в конечном итоге всего из их нескольких штук!
Если в пробирке удастся вырастить из стволовых клеток сперматозоиды или яйцеклетку, главное – чтобы будущая мама смогла выносить подсаженный в матку эмбрион. Или можно прибегнуть к суррогатному материнству: тогда детей смогут иметь даже те пары, которые столкнулись с самыми тяжелыми нарушениями репродуктивной функции – отсутствием матки, яичников или семенников.
Впрочем, выращивать яйцеклетки и сперматозоиды из клеток, которые изначально половыми не являются, только предстоит научиться. Еще нужно будет понять, как перепрограммируется стволовая клетка, изучить возможные риски, отработать множество разных методов – именно над этими проблемами сейчас и работают ученые.
Прогресс не стоит на месте
О работах в области искусственных гамет в GZT.RU уже рассказывалось: летом 2009 года ученым из США удалось вырастить яйцеклетку из незрелого фолликула (пузырька внутри яичника, где формируется яйцеклетка в нормальных условиях), а их британские коллеги даже прошли весь путь, от стволовой клетки до сперматозоида.
И вот сделан новый шаг. Калифорнийская группа исследователей идентифицировала гены, воздействуя на которые удалось направить стволовые клетки по пути формирования гамет. Гены, обозначенные как DAZ и BOULE, оказались необходимы для мейоза – специфического для образования половых клеток процесса.
Обычные клетки делятся митозом: пополам и с получением каждой дочерней клеткой двойного комплекта ДНК. Половые же клетки образуются путем мейоза – делением два раза подряд с получением в итоге четырех клеток с одинарным комплектом генетического материала. При слиянии сперматозоида и яйцеклетки снова получается клетка, несущая двойной набор ДНК, и в дальнейшем уже она начинает делиться митозом.
Хотя ученые использовали эмбриональные стволовые клетки, прогресс в области получения стволовых клеток позволяет надеяться на то, что со временем удастся отработать и достаточно надежные методики получения стволовых клеток из обычных. В таком случае у пациента можно будет взять крошечный кусочек кожи или иной ткани, выделить из него группу клеток, превратить их в стволовые, потом провести еще одну манипуляцию – и получить сперматозоиды или яйцеклетки.
Описанные многостадийные манипуляции сейчас кажутся крайне сложными. Ученые подчеркивают, что их работа «значительна с точки зрения дальнейших научных исследований в этой области», и только потом добавляют осторожное: «И потенциальных клинических применений». Подводных камней на пути решения проблемы бесплодия еще очень много, но движение вперед продолжается, и это исследование – тому наглядное свидетельство.
Донорская яйцеклетка: на кого похож ребенок
«Я хочу быть мамой», «я хочу ребенка» — в определенный момент мы буквально чувствуем это, к сожалению, этот момент не всегда совпадает с пиком репродуктивного возраста. Современная медицина предоставляет возможность побывать в том самом «интересном» положении со счастливым продолжением.
При определенных обстоятельствах репродуктологи рекомендуют ЭКО с донорскими яйцеклетками. Конечно же, возникает вполне понятные страхи: «будет ли малыш похож только на донора, ведь так хочется, чтобы он был схож и со мной»; «а вдруг донор больна каким-либо заболеванием и ребеночек также его унаследует»; «как же быть, если донор не имеет высшего образования и не обладает теми же способностями к наукам как я, ведь я хочу умного сына или дочку!»
Когда на самом деле нужна донорская яйцеклетка
Сразу оговоримся, что в каждом конкретном случае ЭКО врачи всеми силами стараются получить для оплодотворения собственную яйцеклетку будущей мамы, но бывают случаи, когда это невозможно.
Запутанные гены: всё сложнее, чем в школьном курсе биологии
Многие, когда говорят о генетике, руководствуются сильно упрощенными схемами из курса школьной биологии. Например, голубоглазая женщина вступает в брак с кареглазым мужчиной: какого цвета будут глаза у ребенка? Многие не задумываясь ответят, что карие. Ведь есть доминантный ген «кареглазости», который «побеждает» рецессивный ген «голубоглазости».
На самом деле всё, конечно же, сложнее. Любой внешний признак формируется под влиянием множества генов. Взять тот же цвет глаз. Существует ген OCA2, который отвечает за количество и качество производимого клетками пигмента меланина. Его активность контролирует ген HERC2. Еще восемь генов вносят свой вклад в формирование цвета глаз, некоторые из них также влияют на окраску кожи и волос. В зависимости от сочетания этих генов, существует много оттенков радужки глаза.
Ребенок получает по 50% ДНК от биологических родителей, и это сложнейший коктейль из множества генов: они перемешиваются, одни «просыпаются», другие «засыпают», в некоторых из них возникают новые изменения. Возможно, когда-нибудь очень мощные компьютеры смогут анализировать геном половых клеток и выдавать внешность малыша, но в обозримом будущем такие технологии вряд ли станут доступны в клиниках репродукции и криобанках.
Некоторые люди, чтобы получить точно «свои гены», используют половые клетки родственников. На первый взгляд такое решение может показаться идеальным. Но и тут есть масса сложностей. Во-первых, в семье не всегда есть такой подходящий донор, не каждый на такое согласится. Во-вторых, неанонимное донорство может привести к множеству проблем и конфликтов в будущем, даже когда речь идет о близких родственниках.
Как ваш организм влияет на гены донорской яйцеклетки?
Существует такая наука – эпигенетика. Она изучает изменения в активности генов и работе клеток, не вызванных изменениями в структуре ДНК. Оказывается, гены могут работать по-разному, в зависимости от некоторых внешних условий. И одним из таких условий может стать среда внутри матки женщины.
В слизистой оболочке матки синтезируются микроРНК – небольшие молекулы, которые не несут генетической информации, но могут контролировать активность генов. Эти микроРНК способны проникать в секрет стенки матки, контактировать с клетками эмбриона и влиять на его развитие. Пока этот вопрос изучен недостаточного хорошо, но такой точки зрения придерживаются, в частности, эксперты из Валенсийского института Бесплодия (Fundacion Instituto Valenciano de Infertilidad, Испания) и Стэнфордского университета (США). Если верить этой теории, то получается, что женщину, которая воспользовалась донорской яйцеклеткой и выносила беременность, в какой-то степени тоже можно считать биологической матерью.
Есть и другой путь, которым будущая мама влияет на развитие малыша во время беременности – это ее образ жизни, питание, привычки.
Не всё определяется генами
Не стоит переоценивать генетику. Да, многие черты внешности и характера предопределены последовательностью ДНК, но далеко не все. Уровень интеллекта, характер, привычки, увлечения, и даже рост с телосложением, – на всё это сильно влияет окружающая среда, воспитание в семье. Таким образом, вы в любом случае принимаете участие в формировании личности и тела ребенка, он вам становится родным. Не случайно старая пословица гласит о том, что настоящий отец – тот, кто воспитал. То же можно сказать и о матери.
В конце концов, ребенок из донорской яйцеклетки или сперматозоида появился на свет благодаря людям, которые пришли в банк половых клеток и решили воспользоваться хранящимся там материалом. Без них этого малыша бы не было. Они проходили обследования и все необходимые процедуры, пережили беременность, период младенчества, кормили, обеспечивали, учили и воспитывали. Это и есть настоящие родители. И если не внешностью, то своими психологическими качествами ребенок будет похож на них.
Как это происходит
Технически процедура ЭКО с использованием донорской яйцеклетки не отличается от стандартной. Просто вместо вашей яйцеклетки для зачатия ребенка будут использованы яйцеклетки анонимного донора.
Репробанк предоставляет вам возможность выбрать и приобрести донорские яйцеклетки в количестве, достаточном для успешного ЭКО. С соблюдением всех требований транспортировки в нужное время их доставляют в выбранный вами центр репродуктологии.
Донорские яйцеклетки оплодотворяют спермой вашего супруга, а получившиеся эмбрионы подсаживают в матку, и вы сами вынашиваете и рожаете ребенка.
На кого будет похож ребенок при использовании донорских ооцитов?
Любой ребенок получает половину генов от матери и половину от отца. Поэтому при использовании донорских яйцеклеток малыш в любом случае будет генетически родным для вашего супруга и, возможно, как две капли воды, похожим на него.
Вторая половина генов – это гены донора яйцеклетки. Они тоже определяют внешность малыша, поэтому в Репробанке особое внимание уделяют подбору донора по сходству с будущей мамой или отцом.
Обширная база с подробным описанием внешности и фотографиями доноров позволяет отобрать яйцеклетки, несущие в себе нужные гены.
Проявление тех или иных признаков не всегда возможно предсказать точно. Но при правильном подборе донора, будущий ребенок унаследует внешние признаки максимально похожие на ваши или вашего супруга. Также важно, чтобы ребенок имел определенную группу крови и резус-фактор, которые могут быть у Вас с мужем.
Помимо внешних данных, анкета донора яйцеклеток содержит описание личностных особенностей, увлечения и хобби донора, информацию об образовании и профессии.Это позволяет подобрать донора похожего на вас по характеру и типу поведения.
Это будет ВАШ ребенок
Многие женщины, планирующие использовать донорские яйцеклетки, беспокоятся, смогут ли любить «наполовину чужого» ребенка, так же сильно, как любили бы генетически родного. Это вполне обосновано, но поверьте: как только вы увидите две заветные полоски, почувствуете, как малыш толкает вас изнутри, услышите его первый крик, возьмете его на руки и приложите в груди, забудете обо всех своих переживаниях.
Для большинства женщин важнее выносить, родить и выкормить грудью ребенка, чем передать ему свои гены.
Рожденный вами ребенок будет полностью вашим. В соответствии с Приказом Министерства здравоохранения РФ от 30 августа 2012 г. № 107н «О порядке использования вспомогательных репродуктивных технологий, противопоказаниях и ограничениях к их применению», донор яйцеклеток подписывает специальное соглашение, по которому он добровольно передает права владения своим генетическим материалом женщине, использующей донорские яйцеклетки в программе ЭКО.
Выбранный вами донор никогда не узнает, кто именно использовал его яйцеклетки для зачатия, и не будет иметь никакого законного права на рожденного вами ребенка.
Можно ли иметь детей мужчине после химиотерапии?
Хотя большинство онкологических заболеваний диагностируются после 40–50 лет, к сожалению, есть немало пациентов молодого возраста. К тому же существуют две тенденции: растет как выживаемость среди онкобольных, так и количество мужчин, которые откладывают родительство на поздний возраст. Многие пациенты надеются, что лечение пройдет успешно, и хотели бы в будущем завести детей.
Но когда болезнь удалось победить, и наступила ремиссия, не всегда получается забеременеть. Сами онкологические заболевания и методы, которые используются для их лечения, нередко приводят к мужскому бесплодию. Однако если грамотно действовать с самого начала, то высока вероятность, что репродуктивную функцию получится сохранить и в будущем мужчина сможет испытать радость отцовства.
Почему при онкологических заболеваниях снижается мужская фертильность?
По определению Всемирной организации здравоохранения, бесплодие – это неспособность сексуально активной, не использующей контрацепцию пары добиться беременности в течение одного года. Рак и методы его лечения ухудшают репродуктивную функцию не только у женщин. Существует немало факторов, которые могут снизить фертильность или вовсе сделать мужчину с онкологическим заболеванием бесплодным:
Влияние химиопрепаратов
Химиопрепараты эффективно уничтожают раковые клетки, но в целом они неразборчивы и атакуют все ткани организма, в которых активно происходят процессы клеточного деления. В мужских яичках образование новых сперматозоидов происходит постоянно. Чтобы полностью сформироваться и созреть, сперматозоиду нужно примерно 72–82 дня. Затем он сразу же «встает в очередь» и ждет очередной эякуляции. За счет такой активности яички очень уязвимы к химиопрепаратам.
Если клетки, из которых образуются сперматозоиды, повреждены настолько сильно, что больше не могут размножаться, мужчина становится бесплодным. Также во время курса химиотерапии могут возникнуть следующие проблемы:
Некоторые химиопрепараты способны повреждать нервы, ответственные за возникновение и поддержание эрекции. В итоге у мужчины может возникнуть эректильная дисфункция. Обычно это временное явление – после курса лечения данная функция восстанавливается.
Существует много групп химиопрепаратов, и не все они приводят к мужскому бесплодию. Кроме того, один и тот же препарат может по-разному влиять на фертильность у двух разных мужчин. Это зависит от многих дополнительных факторов:
Кроме того, важную роль играет тип назначенных противоопухолевых препаратов. Эксперты из Американского онкологического общества (American Cancer Society) приводят данные, представленные в таблице.
Если онколог назначил препараты из левого столбца таблицы, – это, конечно же, не повод отказываться от лечения ради того, чтобы сохранить возможность иметь детей. Важно понимать, что все препараты оказывают влияние на половую систему, а рак убивает. На первом месте всегда должна стоять борьба со смертельно опасной болезнью.
Какие еще препараты для лечения рака могут повлиять на мужскую репродуктивную функцию?
Современные таргетные препараты и иммунопрепараты действуют несколько иначе, чем классические химиопрепараты. Каждое из этих лекарств имеет определенную молекулу-мишень, которая важна для жизнедеятельности и размножения раковых клеток. За счет такого прицельного действия нормальные клетки практически не страдают. Однако таргетная терапия и иммунотерапия всё же могут вызывать некоторые побочные эффекты, а их влияние на мужскую репродуктивную функцию пока еще до конца не изучено и остается под вопросом.
Гормональная терапия, которая применяется при раке предстательной железы и некоторых других злокачественных опухолях, способна уменьшить количество сперматозоидов в эякуляте. Из других побочных эффектов возможно снижение либидо (полового влечения) и ухудшение эрекции. Обычно все эти нарушения обратимы и исчезают после завершения лечения.
Можно ли сохранить фертильность?
Можно надеяться, что лечение рака не приведет к бесплодию, или что фертильность через некоторое время восстановится (на это может потребоваться несколько лет). Для мужчин, которые не готовы так рисковать, современная репродуктивная медицина предлагает простое и эффективное решение – криоконсервацию спермы. Половые клетки замораживают по специальной технологии и хранят в емкостях с жидким азотом при температуре −196° C. В таком состоянии они могут теоретически находиться неограниченное время, многие годы, и при этом полностью сохраняют свои свойства. После разморозки сперматозоиды ничем не отличаются от «свежих», а после их применения успешно наступает беременность, рождаются такие же здоровые и нормальные дети, как и зачатые естественным путем.
Существует и другая методика – криоконсервация ткани яичка. Но она считается экспериментальной и почти не применяется. Ее рассматривают как перспективную для мальчиков с онкологическими заболеваниями, у которых пока не наступило половое созревание.
Сейчас криоконсервация спермы применяется довольно широко, этот метод хорошо изучен, и такой услугой можно легко воспользоваться в России. Например, у нас в Репробанке – одном из крупнейших банков половых клеток в СНГ. Наше криохранилище, оснащенное новейшим оборудованием, обеспечит полную сохранность вашего биоматериала, а надежная система маркировки не позволит перепутать его с материалом других мужчин. Мы не привязаны ни к какой клинике. Поэтому когда вам потребуются ваши сперматозоиды, наш курьер доставит их в любое медучреждение в специальном контейнере с соблюдением всех требований.
Если зачать ребенка после лечения, – не будет ли у него повышен риск развития рака?
Об этом можно не беспокоиться. Научные исследования показали, что у детей пациентов, прошедших лечение и находящихся в состоянии ремиссии, не повышен риск развития рака. Но важно знать, что около 5–10% всех онкологических заболеваний связаны с наследственными мутациями. Носитель может передать такой генетический дефект ребенку, и у него также будет повышен риск. Эту проблему тоже решают вспомогательные репродуктивные технологии: перед ЭКО с применением «свежих» или замороженных сперматозоидов можно провести генетический анализ, оценить риски, и это поможет принять необходимые меры.
Во время курса лечения, конечно же, зачатие строго противопоказано. Химиопрепараты, которые получает мужчина, могут сильно навредить плоду и привести к тяжелым нарушениям. Если сохраняется желание и способность заниматься сексом, никаких запретов нет, но обязательно нужно пользоваться презервативами.