Izraeli és brit kutatók kezdetleges emberi hímivarsejteket és petesejteket állítottak elő egy petricsészében, emberi hámsejtekből kiindulva. Ez az eredmény fontos lépés lehet a terméketlenség kezelése felé. Ugyanakkor komoly etikai vitákat válthat ki és szabályozási nehézségeknek néz elébe.

A kutatás során, amelynek eredményét december 24-én közölték a neves Cell tudományos folyóiratban, emberi sejtekkel végezték el az eredetileg egerekben kifejlesztett procedúra egy részét. Egerek esetén a folyamat lényege, hogy indukált pluripotens őssejtek (iPS) segítségével, amelyek átprogramozás után szinte bármilyen sejttípussá képesek differenciálódni, hímivarsejteket és petesejteket állítanak elő. Ezek utána in vitro megtermékenyítésen eshetnek át.

2012-ben, Mitinori Saitou, a Kyoto-i egyetem őssejt biológusa és kollégái létrehozták az első mesterséges primordiális ivarsejteket (PGC). Ezek olyan specializált sejtek, amelyek az embrionális fejlődés során jönnek létre és később hímivarsejteket vagy petesejteket képeznek. Saitou petricsészében készítette el őket, embrionálishoz hasonló állapotba átprogramozott hámsejtekből kiindulva. Később ezt embrionális őssejtekkel is sikerült megismételnie.

Bár a sejtek nem tudtak a petricsészében a kezdeti stádiumnál tovább fejlődni, Saito rájött, hogy ha egerek petefészkébe helyezi őket, akkor funkcionáló petesejtté alakulnak. Ha pedig herébe helyezte őket, akkor hímivarsejtek lettek belőlük. Mind a hímivarsejteket, mind a petesejteket fel tudta használni in vitro megtermékenyítésre.

Az emberi funkcionális ivarsejt létrehozását célzó korábbi erőfeszítések, a mesterséges primordiális ivarsejt stádiumig jutottak, amik csak nagyon kis hatékonysággal jöttek létre. Más kutatócsoportok sem tudtak innen továbblépni. Továbbá különböző gének bevitele volt szükséges ezeknél a kísérleteknél, ami a sejteket használhatatlanná tenné egy klinikai környezetben.

Most a Cambridge-i egyetemen dolgozó Azim Surani és az izraeli Weizmann Tudományos Intézet munkatársa, Jacob Hanna által vezetett kutatócsoportnak sikerült megismételnie az in vitro fázist emberi sejtekkel.

A sikerük titka az volt, hogy megtalálták a megfelelő kiindulási pontot. Egy nagy gátja az egerekben elvégzett kísérletek emberekben való megismétlésének az volt, hogy az egerek és az emberek embrionális őssejtjei nagyon különbözőek. Az egerek embrionális őssejtjeit viszonylag könnyű különböző differenciálódási útvonalakra terelni, míg az emberi őssejtek kevésbé tudnak megváltozni. De Jacob Hanna rájött, hogy ezeken a különbségeken át lehet jutni, ha átalakítják a sejteket. Az egerekéhez hasonlóan könnyen változó emberi őssejtek létrehozásának módszerét 2013-ban publikálták. Ezután már nagy hatékonysággal kaptak mesterséges primordiális ivarsejteket.

Surani és Hanna képesek voltak nőkből és férfiakból származó embrionális őssejteket és indukált pluripotens őssejteket felhasználva kezdetleges ivarsejteket előállítani. A folyamat hatékonysága 25–40%-os volt.

“Nagyon izgalmas, hogy a Surani és Hanna laborok találtak egy megoldást kezdetleges ivarsejtek létrehozására, az eddig elért legnagyobb hatékonysággal.”

- mondta el a kutatásban részt nem vevő Amander Clark, a kaliforniai egyetemen kutató szaporodásbiológus.

A mesterségesen előállított sejtek nagyon hasonlítanak a kezdetleges ivarsejtekhez. Az epigenetikus mintázatuk, amelyek a kromoszómán lévő génexpressziót befolyásoló kémiai változások, szinte azonos volt a természetes sejtekével.

A publikált cikk alapos betekintés nyújt az emberi ivarsejtek fejlődési folyamatába. Ez motiválhat más kutatókat, hogy a jövőben jobban megértsék és kontrollálják ezt a folyamatot. A sejtek létrehozása sokkal tisztábban meg van határozva, mint korábbi hasonló munkákban, amely szintén segíteni fogja a további független kutatásokat.

Egerekben a következő lépés az lesz, hogy a mesterségesen létrehozott primordiális ivarsejteket is beültetik majd petefészekbe és herékbe, hogy befejezzék a folyamat második lépését és azok funkcionális petesejtté és hímivarsejtté tudjanak alakulni. A kutatók egyelőre nem szeretnék ezt megcsinálni emberekben, mert túl sok ismeretlen van még ahhoz, hogy be lehessen a sejteket biztonságosan ültetni.

A jelenleg zajló erőfeszítések, hogy az egér hímivarsejt és petesejt fejlődési folyamatot sikerüljön in vitro is befejezni, egy olyan recepthez vezethetnek, amely módosításokkal embereknél is alkalmazható lehet.

Egy a kutatásban részt nem vevő szakember szerint a szabályozó hatóságoknak lehetővé kellene tenniük, hogy ezeket a kísérleteket emberekben is el lehessen végezni. Ez szükséges lehet ahhoz, hogy a technológia eljusson a klinikáig és potenciálisan steril férfiak és nők fogantatni tudjanak. Az Egyesült Államokban jelenleg szövetségi törvény tiltja emberi embriók kutatási célokra történő létrehozásának állami finanszírozását. Pedig ez szükséges lenne az új technológia teszteléséhez. A korlátozások helyett inkább világos irányelvekre van szükség, hogy hogyan lehet az ilyen típusú kutatásokat etikusan és biztonságosan lebonyolítani.

Elméletben a folyamat felhasználóható lenne akár arra is, hogy petesejteket állítsanak elő egy férfi őssejtjeiből. Ezek meg tudnának termékenyülni egy másik férfi hímivarsejtjei által. A létrejövő embrió beültethető lenne egy nőbe, lehetővé téve a két férfi számára, hogy biológiai gyerekük legyen. De a technológiai kihívások jelenleg még túl nagyok, például nem világos, hol tudna a kezdetleges ivarsejt érett petesejtté fejlődni petefészek hiányában. Továbbá garantált, hogy az eljárás heves vitákat váltana ki.

“Nagyon fontos hangsúlyozni, hogy bár ez technikailag lehetséges lehet, jelenleg elég távoli és rengeteg kihíváson kell túljutni, amíg realizálódik.”

- összegezte Jacob Hanna, a kutatás egyik vezetője.

A szerzők szerint a lehetőség, hogy két nőnek legyen biológiai gyereke még távolibbnak tűnik, mivel csak férfiaknak van Y kromoszómája. Ez pedig szükséges a hímivarsejtek létrejöttéhez.

via Nature News & Comment