Стволовые клетки могут усилить эффективность методов лечения бесплодия

В новом исследовании, проведенном учеными из Копенгагенского университета, было выявлено, что необычайно универсальная и регенеративная стволовая клетка в ранних эмбрионах может стать ключом к созданию новых эффективных методов лечения бесплодия. Исследование на мышах, опубликованное в журнале Cell под названием "The primitive endoderm supports lineage plasticity to enable regulative development," открывает новые перспективы в этой области.

Беременность — это сложный процесс, требующий, чтобы сперматозоид нашел яйцеклетку и оплодотворил её в фаллопиевой трубе. После этого яйцеклетка начинает делиться и через пять дней становится бластоцистой, которая в итоге превращается в плод. Однако, по мере того как бесплодие становится все более распространенной проблемой, растет количество людей, обращающихся за помощью к репродуктивным технологиям. В Дании такие случаи составляют каждую восьмую беременность.

Несмотря на это, успешность таких процедур остается низкой, составляя всего около 20–30%, в зависимости от возраста и фертильности женщины. Теперь же исследователи из Копенгагенского университета сделали прорыв, который может привести к улучшению методов лечения бесплодия в будущем.

"Мы изучаем клетки в эмбрионе мыши, называемые примитивным эндодермом или гипобластом. Мы обнаружили, что эти клетки уникальны и способны сами создавать эмбрион. Это особенно интересно, поскольку недавнее исследование показало, что примитивный эндодерм является единственным типом клеток в эмбрионе, ассоциируемым с высоким успехом имплантации в клинических исследованиях," говорит студентка и первый автор исследования Мадлен Линнеберг-Агерхолм.

Она добавляет: "Эти клетки обычно обеспечивают питание и поддержку нормальному эмбриону, но когда мы изолируем их, они могут сами создать эмбрион, что является очень удивительным открытием."

Исследователи также обнаружили, что стволовые клетки из примитивного эндодерма, выращенные в лаборатории, развиваются в чашке Петри и формируют "эмбриональные модели на основе стволовых клеток", называемые бластоидными, с очень высокой эффективностью. Эти модели могут стать важным инструментом для открытия новых лекарств, улучшающих результаты ЭКО.

"Это может быть особенно важно для улучшения текущих методов лечения бесплодия, так как пластичность и устойчивость могут быть ключом к тому, чтобы эмбрионы выживали в условиях лаборатории и в процессе переноса к матери," говорит профессор Джошуа Брикман, старший автор исследования.

Хотя исследование проводилось на мышах, ученые уже планируют провести аналогичные исследования на человеческих стволовых клетках.

Примитивный эндодерм как "закладка"

Когда эмбрион начинает развиваться, он представляет собой одну клетку, которая затем становится кластером клеток, где внешние клетки становятся будущей плацентой, а внутренние клетки образуют примитивный эндодерм, будущее желточное мешок, или эпибласт, который формирует сам эмбрион.

"Заключительный этап развития бластоцисты — это примитивный эндодерм. И если убрать все вокруг примитивного эндодерма, он каким-то образом 'помнит', как создать эмбрион, и может сделать это сам," объясняет Брикман.

"Мы также показали, что эти клетки в примитивном эндодерме помнят, как создавать другие типы клеток, так как у них есть транскрипционные факторы, которые сидят на ДНК на важных регуляторных последовательностях (усилителях), как закладки. Эти факторы обычно ничего не делают, но могут вспомнить, что делать в случае проблемы. Представьте геном как книгу. Эти закладки напоминают о том, на какой странице находятся инструкции по созданию других типов клеток."

Пропавшее звено?

Исследователи надеются, что их результаты помогут понять, как повысить вероятность успешного ЭКО и дадут больше знаний о том, почему некоторые люди испытывают трудности с зачатием.

"В случаях, когда женщины испытывают трудности с зачатием, причиной может быть дефект примитивного эндодерма, так как он не только обеспечивает питание, но также может играть важную роль в ремонте повреждений. Пока это всего лишь предположение, но примечательно, что этот тип клеток является таким явным предсказателем успешной имплантации," говорит Брикман.

В настоящее время исследователи сосредоточены на том, чтобы лучше понять функции примитивного эндодерма и улучшить существующие человеческие стволовые клетки примитивного эндодерма.

"Мы считаем, что это указывает на то, что ранний примитивный эндодерм является структурой, способной регенерировать отсутствующие линии в случае повреждения. Поскольку мы создали стволовые клетки примитивного эндодерма, их изучение и изучение сигналов, которые их направляют, могут привести к улучшению методов ЭКО," добавляет Брикман.