Яйцеклеткам есть замена

Если бы не наружные половые органы, то отличить мальчика от девочки в первые годы жизни смогли бы, наверное, только родители. Лишь изменение гормонального фона определяет телосложение, способствует росту груди и формированию половых желез. И именно гормоны по достижении половой зрелости готовят организм к главной задаче жизни – распространению своей генетической информации. И несмотря на то, что большая часть клеток, несущих эту самую информацию, так никогда и не достигают своей цели, как мужской, так и женский организм постоянно поддерживают себя в форме.

Разница лишь в том, что у мужчин образование сперматозоидов идёт непрерывно, в то время как формирование яйцеклеток в яичнике завершается у млекопитающих ещё на стадии эмбрионального развития. Во время менструального цикла происходит лишь созревание яйцеклеток и подготовка всей половой системы к потенциальному зачатию. То есть если возраст сперматозоидов определяется лишь временем их пребывания в проводящих путях, то яйцеклетке столько же лет, сколько и женщине. Именно по этой причине у старородящих женщин чаще рождаются дети с хромосомными перестройками и врожденными аномалиями.

Цзи У из шанхайского университета Цзяотун сумел найти во взрослых яичниках клетки, способные образовывать гаметы и даже получить из этих яйцеклеток здоровых детей.

Пока речь идёт лишь о мышах, но эта работа может стать переломной как в лечении женского бесплодия, так и в предотвращении рождения детей с мутациями.

Каждый выпитый стакан спиртного, выкуренная сигарета, стресс, канцерогены и лекарственные препараты, как, собственно, и любые другие факторы внешней среды, неизбежно сказываются на состоянии яичников и «спящих» в них практически сформированных яйцеклеток. Сперматозоиды, миллиардами образующиеся в яичках из делящихся клеток-предшественников в течение всей жизни, каждый раз проходят жесткий отбор, именно поэтому при очередном оплодотворении вероятность генетической ошибки с мужской стороны теоретически должна быть меньше (впрочем, экспериментально это и не доказано).

На крайний случай у мужчин, боящихся за свой генетический материал, есть возможность заморозить несколько партий спермы. А вот у женщин такой вариант появился лишь недавно, да и то его итоговая эффективность пока оставляет желать лучшего: в цикле заморозки/разморозки клетки неизбежно повреждаются. Из миллиардов сперматозоидов, обладающих только плотно упакованным ядром и жгутиком с митохондриями, всегда найдется выживший и жизнеспособный. К крупным яйцеклеткам, которые содержат все необходимые компоненты для самостоятельной жизни и развития в течение первых нескольких дней, требуется совершенно иной подход. И даже в случае дополнительной гормональной стимуляции, как, например, это делается при экстракорпоральном оплодотворении, можно получить лишь десяток.

Не удивительно, что «специальное предложение для бизнес-леди» заморозить несколько своих яйцеклеток пока так и не вошло в перечень услуг криобанков. Тем более что после публикации в Nature Cell Biology акценты могут существенно измениться.

Цзи У начал свой проект, опираясь на единичные сообщения об обнаружении в яичниках взрослых мышей активных, делящихся клеток.

После нескольких попыток учёному и его коллегам действительно удалось выделить из яичника диплоидные, то есть содержащие двойной набор хромосом, стволовые клетки.

Самым логичным и очевидным подтверждением способности этих клеток образовывать гаметы стала бы демонстрация прямо под микроскопом мейоза – деления надвое без удвоения хромосом.

Сделать это ввиду отсутствия соответствующего микроокружения и широкого спектра стимулирующих молекул пока не удалось, зато китайские ученые продемонстрировали биохимическое сходство этих клеток, названных FGSC (female germline stem cells), с гаметами и клетками – предшественниками гамет.

«Стволовость» удалось подтвердить многочисленным равноценным делением, которые У и соавторы наблюдают уже 15 месяцев, пересевая эти клетки. Ученые отдельно отметили, что по характеру роста и структурным особенностям их подопечные FGSC принципиально отличаются от эмбриональных стволовых клеток, получаемых из зиготы, образующейся при слиянии мужской и женской гамет.

Главное же достижение У в том, что ему удалось продемонстрировать способность FGSC заново заселять опустошенные яичники и даже возвращать фертильность мышам.

После курса цитостатиков циклофосфамида и бусльфана, подчистую «вычистивших» яичники мышей от яйцеклеток, ученые пересаживали предварительно выделенные из этих яичников FGSC (именно FGSC, а не сами яйцеклетки, не способные к делению и отличающиеся «половинчатым» набором хромосом). Того, чего не хватало на предметном стекле микроскопа, в яичниках оказалось достаточно, и через два месяца они вновь оказывались полностью заселены.

Более того, 80% из этих самок вновь стали фертильными, и потомство, родившееся после естественного их оплодотворения, ничем не отличалось от своих собратьев и не имело генетических нарушений.

Сейчас учёные пытаются понять, откуда берутся эти FGSC в яичнике, принимают ли они участие в прижизненном оогенезе (образовании новых яйцеклеток) в здоровых яичниках, и если да, то каково численное соотношение между «врождёнными» и вновь сформированными яйцеклетками.

Главный же вопрос – можно ли экстраполировать эти результаты на человека.

Сами авторы пока воздерживаются от комментариев, но если им удастся продемонстрировать, что FGSC вторично заселяют яичники из крови, то тогда возвращение женщинам способности к деторождению может стать вполне реальным. Что же касается тех, кто озаботится этим вопросом заранее, горизонты гораздо шире.

Во-первых, стволовые клетки гораздо лучше специализированных гамет переносят заморозку/разморозку, так что если научиться их выделять, то вопрос хранения будет решаться гораздо легче. А во-вторых, если удастся найти способ стимулировать деление FGSC во взрослом яичнике, то это значительно снизит вероятность генетических перестроек – ведь образование новых ооцитов будет происходить непосредственно перед зачатием. Наконец, спасибо за такое открытие наверняка скажут женщины, яичники которых были искусственно очищены от яйцеклеток – например, в ходе курса химиотерапии в онкологическом отделении.