Startup Paterna Biosciences z Utah ogłosił wielkie osiągnięcie w biotechnologii reprodukcyjnej: pomyślne stworzenie funkcjonalnego ludzkiego nasienia w laboratorium. Co ważniejsze, firma twierdzi, że te wyhodowane w laboratorium nasienie wykorzystano do stworzenia wizualnie zdrowych zarodków, co może być punktem zwrotnym dla mężczyzn borykających się z poważnymi formami niepłodności.
Chociaż wyniki te nie zostały jeszcze recenzowane ani niezależnie zweryfikowane, nie można przecenić ich znaczenia dla medycyny rozrodu.
Nauka o spermatogenezie in vitro
Proces ten, znany jako spermatogeneza in vitro, jest złożonym szlakiem biologicznym. W naturalnych warunkach komórki macierzyste tworzące plemniki przechodzą w jądrach rygorystyczny proces dojrzewania, obejmujący mejozę (w celu zmniejszenia liczby chromosomów do 23) oraz tworzenie struktur fizycznych, takich jak ogonki, niezbędnych do ruchliwości.
Podejście Paterny różni się od poprzednich prób tym, że koncentruje się na „instrukcjach” potrzebnych do tej transformacji:
- Izolacja komórek macierzystych: Zamiast próbować hodować całe kanaliki nasienne, zespół izoluje określone komórki macierzyste odpowiedzialne za produkcję plemników.
- Modelowanie komputerowe: Korzystając z technik biologii obliczeniowej, naukowcy zidentyfikowali precyzyjne sygnały molekularne (czynniki wzrostu) potrzebne do przeprowadzenia komórek przez każdy etap rozwoju.
- Precyzyjne „Koktajle”: Testując różne kombinacje cząsteczek, opracowano specjalny „koktajl”, który naśladuje zdrowe mikrośrodowisko ludzkiego organizmu, powodując, że komórki macierzyste przekształcają się w dojrzałe, ruchliwe plemniki.
„Rozszyfrowaliśmy instrukcje potrzebne do wyszkolenia tych komórek macierzystych, aby stały się dojrzałymi, normalnymi plemnikami” – mówi Alexander Pastushak, dyrektor generalny firmy Paterna i certyfikowany urolog.
Rozwiązanie problemu „zerowej liczby plemników”
Aby zrozumieć znaczenie tego odkrycia, należy przyjrzeć się obecnej sytuacji z niepłodnością męską. Chociaż wiele problemów wynika z małej liczby plemników lub ich małej ruchliwości, około 10% do 15% niepłodnych mężczyzn cierpi na całkowity brak plemników w ejakulacie.
Dla tych mężczyzn tradycyjne opcje są ograniczone:
1. Pobranie chirurgiczne: Chirurdzy mogą próbować znaleźć plemniki w tkance jądra w znieczuleniu ogólnym, ale jest to procedura inwazyjna, czasochłonna i często kończy się niepowodzeniem.
2. Standardowy IVF: Ta metoda nie jest skuteczna, jeśli nie można znaleźć lub pobrać żywotnego plemnika.
Technologia Paterny została zaprojektowana tak, aby pokonać te przeszkody. Zamiast inwazyjnej czterogodzinnej operacji firma oferuje prostą biopsję tkanki jądra wykonywaną bezpośrednio w gabinecie lekarskim. Tkanka ta jest następnie wysyłana do laboratorium, gdzie komórki macierzyste przekształcają się w tysiące zdolnych do życia plemników.
Patrząc w przyszłość: bezpieczeństwo, etyka i dostępność
Firma wchodzi w kompleksową fazę badań mających na celu porównanie nasienia wyhodowanego w laboratorium z nasieniem naturalnym. Badanie to oceni współczynniki zapłodnień i, co najważniejsze, sprawdzi, czy nie występują nieprawidłowości lub mutacje genetyczne, które mogłyby wynikać ze sztucznego procesu. Jeśli badania kliniczne zakończą się sukcesem, badania kliniczne mające na celu zapoczątkowanie ciąży będą mogły rozpocząć się już w przyszłym roku.
Oprócz leczenia niepłodności technologia ta może potencjalnie:
* Osoby, które przeżyły raka: Chłopcy poddawani chemioterapii przed okresem dojrzewania będą mogli zastosować tę metodę do produkcji nasienia z przechowywanej tkanki, co stanowi bardziej realną alternatywę dla eksperymentalnych przeszczepów.
* Przyszłość gametogenezy: Chociaż Paterna koncentruje się na plemnikach, szersze badania nad gametogenezą in vitro (przy użyciu komórek skóry lub krwi) mogą ostatecznie pozwolić parom tej samej płci na posiadanie biologicznych dzieci.
Przeszkody na drodze do przodu
Pomimo naukowego entuzjazmu pozostają dwa główne wyzwania: walidacja i koszty.
Po pierwsze, społeczność medyczna musi potwierdzić, że plemniki wyhodowane w laboratorium są stabilne genetycznie i bezpieczne dla długoterminowego rozwoju człowieka. Po drugie, jest kwestia dostępności. Ponieważ leczenie niepłodności często nie jest objęte ubezpieczeniem, przewidywany koszt 5 000–12 000 dolarów za zabieg może pozostać główną barierą dla wielu rodzin.
Wniosek: Jeśli technologia zostanie udowodniona, zdolność Paterny do wytwarzania nasienia z komórek macierzystych może zmienić medycynę reprodukcji, oferując biologiczną szansę na ojcostwo mężczyznom, którzy wcześniej nie mieli możliwości posiadania dzieci.
