Van muizen tot baby's: eipercellen met muizen uit muizen geven hoop aan genezing voor onvruchtbaarheid

Anonim

Van muizen tot baby's: eipercellen met muizen uit muizen geven hoop aan genezing voor onvruchtbaarheid

Biologie

Lisa-Ann Lee

20 oktober 2016

2 afbeeldingen

Vandaag muizen. Op een dag mensen? (Tegoed: jukai5 / Depositphotos)

Japanse wetenschappers hebben met succes gezonde eieren uit muishuidcellen gegroeid - allemaal binnen de grenzen van een laboschotel. Onder leiding van professor Katsuhiko Hayashi van Kyushu University, is deze prestatie de eerste keer dat het hele proces buiten een muis heeft plaatsgevonden en roept het een prikkelende vraag op voor de reproductieve wetenschapsgemeenschap: wat als je hetzelfde zou kunnen doen met menselijke cellen?

De cirkel van het leven recreëren

Deze baanbrekende studie komt na meer dan tien jaar onderzoek voor hoofdonderzoeker Hayashi en zijn collega, professor Mitinori Saitou van de universiteit van Kyoto, die het gamete (sperma en ei) productieproces bij zoogdieren hebben bestudeerd en het in vitro hebben nagebouwd . In 2012 hadden ze een doorbraak toen ze vruchtbare eicellen ontwikkelden van zowel embryonale als geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPS), volwassen cellen die zijn 'geherprogrammeerd' om stamcellen te worden. Er was echter één vangst: de eicellen waren niet in staat om volledig te rijpen in de laboratoriumschaal. Vandaar dat de onderzoekers ze moesten transplanteren in een levende muis, zodat de natuur het proces kon overnemen en voltooien.

In deze nieuwe studie werkte het team met twee soorten stamcellen: embryonale cellen en huidcellen van muizenstaarten die werden geherprogrammeerd in iPS met behulp van in-vitrofertilisatie (IVF) -technieken.

Voordat deze stamcellen eieren kunnen worden, moeten ze zich eerst ontwikkelen tot primordiale geslachtscellen (PGC's), de voorlopers van sperma en ei. Om deze transitie aan te moedigen, plaatsten de onderzoekers ze in een chemische cocktail van eiwitten, groeifactoren en andere verbindingen genoemd, om hun overgang naar PGC's te stimuleren. En hoewel de onderzoekers deze cellen niet in levende muizen hoefden te plaatsen, moesten ze nog steeds een kunstmatige eierstokachtige omgeving creëren met cellen uit de eierstokken van muizenfoetussen, zodat de eieren volledig konden rijpen.

Volgens het rapport produceerde elke kunstmatige eierstok meer dan 50 volwassen eieren. Ze vertoonden echter ook een hoger niveau van abnormaliteiten, mutaties en onregelmatigheden in de chromosomen en genen, en van de 316 twee-cel embryo's die zich ontwikkelden, groeiden slechts 11 (3, 5 procent) uit tot voldragen jongen. Ter vergelijking: de slagingskans van eieren van volwassen muizen en bevrucht in vitro is ongeveer 62 procent. Onderzoekers zijn nog steeds onduidelijk waarom de in een laboratorium gekweekte eieren van zo'n lage kwaliteit zijn.

De gezonde eieren werden in vitro bevrucht met behulp van normaal muizensperma en getransplanteerd in de baarmoeder van vrouwelijke muizen.

Ondanks de lage kwaliteit van veel van de eieren, zijn er twee dingen om uit dit onderzoek weg te nemen, zeggen de auteurs: de eerste is dat de succesvolle productie van pups het bewijs is dat het cultuursysteem voldoet aan de voorwaarde om functionele eieren te produceren . "Ten tweede stierf geen van de pups voortijdig. De studie meldt ook dat de muizen van deze tests sindsdien zijn gegaan om hun eigen nakomelingen te produceren.

Voor Hayashi en zijn team, maakt deze doorbraak het gemakkelijker voor hen om het ei-ontwikkelingsproces te bestuderen, hoewel hij eraan toevoegt dat ze geen plannen hebben om menselijke eieren te produceren. Daar zijn een paar redenen voor.

Ten eerste zijn menselijke signaleringsnetwerken veel complexer dan die gevonden in muizen. Inderdaad, ze zijn zo verschillend dat het Hayashi en zijn team zou vereisen om het hele onderzoeksproces vanaf nul te beginnen. Ten tweede is het een uitdaging om een ​​constante en gemakkelijke aanvoer van menselijke embryo's te vinden. Dat gezegd hebbende, werken ze eraan hun nieuwe techniek toe te passen op aapembryo's, een project dat, als het lukt, de muizen in de komende vijf tot tien jaar mogelijk in muizen zal repliceren. En wie weet wat er daarna zou kunnen gebeuren? Als alles goed gaat, kunnen wetenschappers misschien binnen een paar jaar menselijke PGC's produceren.

Vragen wat als.

?

Hoewel deze doorbraak waarschijnlijk niet snel een geneesmiddel voor onvruchtbaarheid oplevert, opent het nieuwe wegen voor onderzoek naar voortschrijdend regeneratief en menselijk reproductief onderzoek. Om te beginnen, als wetenschappers menselijke eitjes van stamcellen kunstmatig zouden kunnen ontwikkelen, zou dit zeer goed kunnen zijn voor tientallen mensen, van onvruchtbare paren en vrouwen die niet langer zwanger kunnen worden door hun leeftijd of ovariumschade door medische behandelingen, aan koppels van hetzelfde geslacht . En er is geen reden om te denken dat dit ook niet kan worden toegepast om uitgestorven dieren weer tot leven te brengen.

//depositphotos.com/search/embryo.html?qview=7242928 [Caption: Embryo wordt kunstmatig geïnsemineerd]

Stamcelonderzoeker Dr. Jacob Hanna van het Weizmann Institute of Science, die vorig jaar een onderzoeksteam leidde dat met succes menselijke PGC's uit huidcellen heeft gemaakt, gelooft dat "het onbeperkte vermogen om eieren te maken" het gezicht van onvruchtbaarheid radicaal zou kunnen veranderen in weinig als vijf jaar. "Ik ben geen voorstander van het creëren van technische mensen, en de sociale en ethische implicaties moeten worden doordacht, maar ik ben er zeker van dat het zal werken en zeer relevant zal zijn voor iedereen die door ziekte zijn vruchtbaarheid verloren heeft, "hij vertelde The Sunday Times tijdens een interview over zijn onderzoek.

Maar om dit te laten gebeuren, moeten overheden de implicaties van zo'n technologie en hun beleid met betrekking tot menselijk stamcel- en embryonaal onderzoek herzien? Tenminste één persoon denkt van wel.

Zegt Cambridge University professor Azim Surani, die ook betrokken was bij het onderzoek dat leidde tot de geboorte van Louise Brown, 's werelds eerste reageerbuis baby: "Dit is het juiste moment om het brede publiek te betrekken bij deze discussies, lang voor en in het geval dat de procedure mogelijk wordt bij mensen. "

De resultaten van het team werden gepubliceerd in Nature.

Bron: Kyushu University

Een embryo dat wordt geïnsemineerd (Credit: Shutterstock)

Vandaag muizen. Op een dag mensen? (Tegoed: jukai5 / Depositphotos)