Яйцеклеткам есть замена

Новые яйцеклетки могут появляться после рождения

Вопреки школьному учебнику новые яйцеклетки могут появляться в женских яичниках и после рождения. Учёные нашли стволовые клетки, способные превращаться в ооциты и заселять яичники, израсходовавшие весь врождённый запас. Из них рождаются вполне здоровые мышата.

Если бы не наружные половые органы, то отличить мальчика от девочки в первые годы жизни смогли бы, наверное, только родители. Лишь изменение гормонального фона определяет телосложение, способствует росту груди и формированию половых желез. И именно гормоны по достижении половой зрелости готовят организм к главной задаче жизни — распространению своей генетической информации. И несмотря на то, что большая часть клеток, несущих эту самую информацию, так никогда и не достигают своей цели, как мужской, так и женский организм постоянно поддерживают себя в форме.

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "click": "on",
    "id": "2625478",
    "incutNum": 2,
    "repl": "<2>:{{incut2()}}",
    "uid": "_uid_2973397_i_2"
}

Разница лишь в том, что у мужчин образование сперматозоидов идёт непрерывно, в то время как формирование яйцеклеток в яичнике завершается у млекопитающих ещё на стадии эмбрионального развития. Во время менструального цикла происходит лишь созревание яйцеклеток и подготовка всей половой системы к потенциальному зачатию. То есть если возраст сперматозоидов определяется лишь временем их пребывания в проводящих путях, то яйцеклетке столько же лет, сколько и женщине. Именно по этой причине у старородящих женщин чаще рождаются дети с хромосомными перестройками и врожденными аномалиями.

Цзи У из шанхайского университета Цзяотун сумел найти во взрослых яичниках клетки, способные образовывать гаметы и даже получить из этих яйцеклеток здоровых детей.

Пока речь идёт лишь о мышах, но эта работа может стать переломной как в лечении женского бесплодия, так и в предотвращении рождения детей с мутациями.

Каждый выпитый стакан спиртного, выкуренная сигарета, стресс, канцерогены и лекарственные препараты, как, собственно, и любые другие факторы внешней среды, неизбежно сказываются на состоянии яичников и «спящих» в них практически сформированных яйцеклеток. Сперматозоиды, миллиардами образующиеся в яичках из делящихся клеток-предшественников в течение всей жизни, каждый раз проходят жесткий отбор, именно поэтому при очередном оплодотворении вероятность генетической ошибки с мужской стороны теоретически должна быть меньше (впрочем, экспериментально это и не доказано).

Три этапа оогенеза

Период размножения. Попав в яичник, гоноциты становятся оогониями. Оогонии осуществляют период размножения. В этот период оогонии делятся митотическим путем. Этот процесс происходит только в период эмбрионального развития самки.

Период роста. Половые клетки в этом периоде называются ооцитами первого порядка. Они теряют способность к митотическому делению и вступают в профазу I мейоза. В этот период осуществляется рост половых клеток.

Период созревания. Созревание ооцита – это процесс последовательного прохождения двух делений мейоза (делений созревания). При подготовке к первому делению созревания ооцит длительное время находится на стадии профазы I мейоза, когда и происходит его рост. Выход из профазы I мейоза приурочен к достижению самкой половозрелости и определяется половыми гормонами.

Из двух делений созревания первое у большинства видов является редукционным, так как именно в ходе этого деления гомологичные хромосомы расходятся по разным клеткам. Таким образом, каждая из разделившихся клеток приобретает половинный (гаплоидный) набор хромосом, где каждый ген представлен лишь одной аллелью.

Поскольку первому делению созревания предшествовала S-фаза, каждая из разошедшихся хромосом содержит двойное количество ДНК (две хроматиды). Эти генетически идентичные хроматиды и расходятся по сестринским клеткам во втором делении созревания, которое является эквационным (как и обычное деление соматических клеток). После двух делений созревания число хромосом в каждой из клеток оказывается гаплоидным (1n), а общее количество хроматина в каждом клеточном ядре будет соответствовать 1с.

У человека оогонии (2n) образуются на эмбриональной стадии, растут и превращаются в ооциты 1-го порядка, после чего начинается профаза 1 мейоза. Период созревания запускается каждый менструальный цикл для одного, а иногда и нескольких клеток, в результате первого деления образуется ооцит 2-го порядка (1n2c). Мейоз остановится на стадии метафазы 2 и продолжится только в том случае, если произойдет проникновение сперматозоида.

На крайний случай у мужчин, боящихся за свой генетический материал, есть возможность заморозить несколько партий спермы. А вот у женщин такой вариант появился лишь недавно, да и то его итоговая эффективность пока оставляет желать лучшего: в цикле заморозки/разморозки клетки неизбежно повреждаются. Из миллиардов сперматозоидов, обладающих только плотно упакованным ядром и жгутиком с митохондриями, всегда найдется выживший и жизнеспособный. К крупным яйцеклеткам, которые содержат все необходимые компоненты для самостоятельной жизни и развития в течение первых нескольких дней, требуется совершенно иной подход. И даже в случае дополнительной гормональной стимуляции, как, например, это делается при экстракорпоральном оплодотворении, можно получить лишь десяток.

Не удивительно, что «специальное предложение для бизнес-леди» заморозить несколько своих яйцеклеток пока так и не вошло в перечень услуг криобанков. Тем более что после публикации в Nature Cell Biology акценты могут существенно измениться.

Цзи У начал свой проект, опираясь на единичные сообщения об обнаружении в яичниках взрослых мышей активных, делящихся клеток.

После нескольких попыток учёному и его коллегам действительно удалось выделить из яичника диплоидные, то есть содержащие двойной набор хромосом, стволовые клетки.

Самым логичным и очевидным подтверждением способности этих клеток образовывать гаметы стала бы демонстрация прямо под микроскопом мейоза — деления надвое без удвоения хромосом.

Сделать это ввиду отсутствия соответствующего микроокружения и широкого спектра стимулирующих молекул пока не удалось, зато китайские ученые продемонстрировали биохимическое сходство этих клеток, названных FGSC (female germline stem cells), с гаметами и клетками — предшественниками гамет.

«Стволовость» удалось подтвердить многочисленным равноценным делением, которые У и соавторы наблюдают уже 15 месяцев, пересевая эти клетки. Ученые отдельно отметили, что по характеру роста и структурным особенностям их подопечные FGSC принципиально отличаются от эмбриональных стволовых клеток, получаемых из зиготы, образующейся при слиянии мужской и женской гамет.

Главное же достижение У в том, что ему удалось продемонстрировать способность FGSC заново заселять опустошенные яичники и даже возвращать фертильность мышам.

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "click": "on",
    "id": "2969878",
    "incutNum": 3,
    "repl": "<3>:{{incut3()}}",
    "uid": "_uid_2973397_i_3"
}

После курса цитостатиков циклофосфамида и бусльфана, подчистую «вычистивших» яичники мышей от яйцеклеток, ученые пересаживали предварительно выделенные из этих яичников FGSC (именно FGSC, а не сами яйцеклетки, не способные к делению и отличающиеся «половинчатым» набором хромосом). Того, чего не хватало на предметном стекле микроскопа, в яичниках оказалось достаточно, и через два месяца они вновь оказывались полностью заселены.

Более того, 80% из этих самок вновь стали фертильными, и потомство, родившееся после естественного их оплодотворения, ничем не отличалось от своих собратьев и не имело генетических нарушений.

Сейчас учёные пытаются понять, откуда берутся эти FGSC в яичнике, принимают ли они участие в прижизненном оогенезе (образовании новых яйцеклеток) в здоровых яичниках, и если да, то каково численное соотношение между «врождёнными» и вновь сформированными яйцеклетками.

Главный же вопрос — можно ли экстраполировать эти результаты на человека.

Сами авторы пока воздерживаются от комментариев, но если им удастся продемонстрировать, что FGSC вторично заселяют яичники из крови, то тогда возвращение женщинам способности к деторождению может стать вполне реальным. Что же касается тех, кто озаботится этим вопросом заранее, горизонты гораздо шире.

Во-первых, стволовые клетки гораздо лучше специализированных гамет переносят заморозку/разморозку, так что если научиться их выделять, то вопрос хранения будет решаться гораздо легче. А во-вторых, если удастся найти способ стимулировать деление FGSC во взрослом яичнике, то это значительно снизит вероятность генетических перестроек — ведь образование новых ооцитов будет происходить непосредственно перед зачатием. Наконец, спасибо за такое открытие наверняка скажут женщины, яичники которых были искусственно очищены от яйцеклеток — например, в ходе курса химиотерапии в онкологическом отделении.