Шансы на восстановление фертильности с помощью трансплантации стволовых клеток сперматозоидов так же случайны, как подбрасывание монеты. Но группа ученых разработала новую стратегию, которая служит «взвешенной монетой», которая может благоприятно повлиять на шансы для достижения результатов, при которых рождаемость успешно восстанавливается.

Способность стволовых клеток восстанавливать нарушенные функции тканей хозяина после трансплантации стала спасительным прорывом в лечении ранее неизлечимых состояний. Однако, как и при подбрасывании монеты, судьба трансплантированных стволовых клеток непредсказуема. Они могут выбрать самообновление, превратиться в ткань другого типа или умереть.

Сперматогониальные стволовые клетки следуют той же стохастической судьбе непредсказуемости результатов. Но группа ученых по фертильности во главе с Йошиаки Накамурой из Университета Хиросимы открыла новый метод, который положительно изменил шансы и успешно обратил вспять мужское бесплодие у мышей, что демонстрирует большие перспективы для будущих применений в регенерации человеческой спермы после лечения рака и репопуляции находящихся под угрозой исчезновения видов. Результаты их исследования опубликованы в журнале Клеточная стволовая клетка.

«Трансплантация сперматогониальных стволовых клеток обещает множество применений, таких как лечение бесплодия у мужчин и сохранение генетического разнообразия. Тем не менее, в настоящее время его неэффективность исключает практическое применение этой технологии», — сказал Накамура, доцент Высшей школы интегрированных наук о жизни HU.

«Наши знания о судьбе отдельных сперматогониальных стволовых клеток и их потомков после трансплантации остаются недостаточно развитыми, что ограничивает возможности разработки новых стратегий для повышения низкой в настоящее время эффективности трансплантации», — добавил он.

Внимательно изучив разрешение отдельных клеток, международная группа японских и британских ученых отследила судьбу трансплантированных сперматогониальных стволовых клеток мышам. Они имплантировали нормальные стволовые клетки сперматозоидов мыши бесплодным мышам и обнаружили, что лишь небольшая их часть репопуляции в долгосрочной перспективе, поскольку рабочие сперматогонии, а остальные превращаются в клетки другого типа — процесс, называемый дифференцировкой, — или перестают выполнять свои функции и умереть.

Используя эти знания, они разработали новый метод, который может искусственно настраивать судьбу стволовых клеток спермы, чтобы увеличить вероятность репопуляции до уровня, при котором фертильность восстанавливается. Они ненадолго ввели ингибитор синтеза ретиноевой кислоты после трансплантации, что временно предотвратило дифференцировку донорских стволовых клеток спермы. Химический ингибитор помог организовать исход, при котором стволовые клетки выбирают судьбу самообновления.

«Мы продемонстрировали, что эффективность репопуляции трансплантированных сперматогониальных стволовых клеток увеличилась за счет настройки их стохастической судьбы», — сказал Накамура, добавив, что следующим шагом их исследования является подтверждение того, что их новая стратегия также будет работать для домашнего скота и, в конечном итоге, для людей.

«Моя конечная цель — применить трансплантацию сперматогониальных стволовых клеток для повышения фертильности самцов, больных раком после химиотерапии, или для сохранения генетического разнообразия сельскохозяйственных животных и редких или находящихся под угрозой исчезновения диких животных», — сказал он.

Материалы предоставлено Университет Хиросимы.