Стволовые гениталии

Со всеми успехами биотехнологии и тканевой инженерии в создании искусственных органов в самое ближайшее время мало кто сомневается. Но несмотря на весьма перспективную картину, до сих пор не решен основной вопрос – источник живых клеток. Оптимальный, с точки зрения многих специалистов, зародышевый материал нельзя использовать как из этических соображений, так и из-за вопросов биологической безопасности – ведь в любом случае это клетки другого организма.

Конечно, генетические манипуляции, позволившие соответствующие генетические манипуляции, позволяют преодолеть все барьеры, но использовать полученный таким образом материал пока небезопасно. Отчасти поэтому ученые до сих пор продолжают искать адекватный «источник молодости» во взрослом организме.

На этот раз объектом номер один стали мужские яички, содержащие примордиальные клетки, дающие при делении сперматозоиды.

Как выяснилось, они обладают свойством плюрипотентности, то есть способны превращаться во все известные типы клеток взрослого организма. В этом смысле они полностью «равны» эмбриональным стволовым клеткам. Хотя Томас Скутелла из Университета Тюбингена и его немецкие и британские коллеги ограничились демонстрацией лишь самых базовых возможностей своих «подопечных», в преимуществе примордиальных клеток над существующими источниками для клеточной терапии ученые не сомневаются.

Преимуществ – в перспективе и терапевтических – у стволовых клеток немало, вот только до недавнего времени свобода выбора была очень ограничена из-за предопределенности судьбы отдельных клеточек нашего организма. Это связано с разделением зародыша на три листка еще в ходе эмбрионального развития. Экто-, эндо- и мезодерма, известные уже больше века, дают начало соответствующим тканям, а ткани, объединяясь, формируют органы.

Например, из эктодермы развивается эпителий кожи и нервная ткань, из мезодермы – мышцы, клетки крови и соединительная ткань, из эндодермы – гепатоциты печени. Соответственно, в зависимости от того, из какой ткани у взрослого организма будут выделены стволовые клетки, тем направлением и будет ограничено их развитие.

Даже самые «перспективные» мультипотентные мезенхимальные стволовые клетки, получаемые из костного мозга, превращаются лишь в ткани мезодермального происхождения: кость, мышцы и жир. А получить нейроны из стволовых клеток эпителия и вовсе невозможно.

То, что авторы публикации в Nature обратились к яичкам, неудивительно. Ведь именно там «презарождается» наша жизнь, когда из примордиальных клеток образуются сперматозоиды. Предварительные исследования мышиных яичек оказались весьма обнадеживающими, так что Скутелле и его коллегам оставалось только повторить удачные эксперименты, но уже с человеческим материалом.

И это им удалось: из паренхимы яичек они выделили клеточки, практически идентичные эмбриональным стволовым.

Поскольку последние можно получить только из живых человеческих зародышей и абортивного материала, то первое преимущество нового метода становится очевидным.

Что же касается потенциала к превращению в другие клеточные типы, а следовательно, и перспектив клинического применения, то здесь тоже все оказалось удачно. Конрад и её коллеги получили несколько дифференцированных линий, в частности, инсулинсинтезирующие клетки поджелудочной железы, кроме того, продемонстрировали плюрипотентность и сходство своих подопечных с эмбриональными стволовыми клетками. Кстати, ровно такие же доказательства – несколько дифференцированных линий – в своё время представлял и оскандалившийся позднее кореец Хван У Сук; хочется надеяться, что со Скутеллой такого не случится, научное сообщество хорошо научено горьким корейским опытом.

Как и у эмбриональных стволовых клеток, у выделенных из яичек плюрипотентных клеток есть многочисленные маркеры, косвенно свидетельствующие о их «стволовом» состоянии.

А самое главное – при выращивании в чашке они дают производные всех трех упомянутых листков.

Если же пересадить помеченные примордиальные клетки в эмбрион на совсем ранних стадиях развития, то они даже принимают участие в развитии некоторых органов.

А вот ещё одно свойство накладывает некоторые ограничения на будущее применение. Пересадка иммунодефицитным мышам нескольких таких клеток (как человеческих в нынешней работе, так и мышиных в прошлой) привела к развитию опухолей-тератом. В принципе, их появление также является доказательством плюрипотентности, так как тератомы тем и отличаются, что состоят из клеток разных зародышевых листков.

Появления каких-либо опухолей у людей учёные допустить не могут – потому и эксперименты пока проводят только на мышах. Впрочем, если верить ученым, появления опухолей легко избежать, если проводить первый этап дифференцировки в пробирке, а пересаживать клетки с уже определившейся судьбой. Тем более что «источник вечной молодости» оказался весьма стабильным: у всех 22 добровольцев, среди которых даже были пациенты с небольшими проблемами сперматогенеза, выделялось достаточное, а главное, постоянное количество примордиальных клеток.

Правда, теперь коллектив рискует получить обвинения в шовинизме, ведь из соображений иммуносовместимости воспользоваться их достижениями смогут только мужчины.

Выделить подобные клетки из женских яичников невозможно, поскольку в женском организме первый этап образования половых клеток завершается ещё в эмбриональном периоде.

Зато других ограничений в первом приближении не предвидится, и из яичек можно будет получить, к примеру, сетчатку глаза или даже нейроны мозга.