беременность через костный мозг женщины
Плодитесь и размножайтесь без мужчин!
Ученые получили сперму из костного мозга женщины
“Хотите родить ребенка вообще без всякого мужчины? Нет проблем! Родите от самой себя или своей подруги!” Такое сенсационное заявление прозвучало на днях из уст профессора британского университета Ньюкасла Карима Найернии. Группа ученых под его руководством получила сперму из. костного мозга женщины.
Точнее, опыты проводились на самках лабораторных мышей. И тем не менее идея, изложенная в известном польском фильме “Секс-миссия”, — размножение женщин без участия мужчин, — похоже, очень близка к воплощению.
Прокомментировать данное открытие “МК” попросил руководителя лаборатории Института общей генетики РАН, доктора биологических наук Сергея КИСЕЛЕВА.
— Это действительно слишком неожиданное открытие, — считает Киселев. — В природе, конечно, есть однополые виды животных. К примеру, ящерицы, которые обитают на Кавказе. В них генетически заложен механизм самокопирования. И все потомство, которое рождается у самки, один в один повторяет ее, мать, бабушек и прабабушек. Происходит это путем удвоения набора одинаковых хромосом, заложенных в яйцеклетке ящерицы.
— Однако ученые заявляют о получении спермы! Как сообщает еженедельник New Scientist, сначала британцы опробовали данную методику на мышах, то есть получили сперму из эмбриональных стволовых клеток самок, а затем добрались и до костного мозга. Как это возможно?
— Из эмбриональных стволовых клеток сперматогонии (незрелые сперматозоиды), конечно, получить проще. Ведь эти клетки стоят на более ранней ступени развития. Если на них воздействовать определенным способом, то не исключено, что из них образуются сперматогонии. А вот что касается клеток костного мозга, то они созревают гораздо позже зародышевой ткани. И для того, чтобы получить из них незрелые сперматозоиды, надо развитие стволовых клеток костного мозга повернуть вспять, чтобы они вернулись в свое новорожденное состояние. Если именно это удалось британцам, то я бы назвал результат научным достижением.
— Сперматозоиды бывают двух видов — несущие женский и мужской хромосомный набор. Получается, сперматозоиды из костного мозга женщины “начинены” исключительно женскими хромосомами?
— Да, они действительно будут нести только женский тип хромосом.
— Так это получается клонирование?
— В конце концов получается клон, но процесс его создания клонированием назвать нельзя.
— А смогут таким же образом мужчины воспроизводить себя без участия женского генетического материала?
— Выходит, что так. Кстати, еще в 2006 году, по заявлению ученых, им удалось получить шесть мышат из спермы, полученной из костного мозга взрослого самца. Ее подсадили в яйцеклетку, из которой предварительно убрали ядро, содержащее набор хромосом. В результате рожденные мышата выросли, хотя и испытывали определенные проблемы со здоровьем.
— Все они получились мужского пола?
— Да. Но тут надо иметь в виду, что сперматогонии просто могли находиться в костном мозге самца. Кто знает, в природе возможны случайности. И не факт, что те же незрелые сперматозоиды могут быть в костном мозге самки. Но если их все-таки раздобудут, то детеныши тоже будут исключительно самками. Если, конечно, полученные сперматогонии смогут созреть до сперматозоидов.
— То есть если все удастся с мышами, в дальнейшем у любой женщины появится возможность рожать от самой себя?
— Это было бы возможно, но нежелательно. Это как близкородственная половая связь, в результате которой может рождаться уродливое потомство. Насколько я понял, британские ученые все же больше ратуют за то, чтобы женские яйцеклетки оплодотворялись спермой, взятой у других женщин. К примеру, пишут ученые, это был бы выход для лесбийских пар, которые хотят общего ребенка.
Университет Ньюкасла уже подал запрос на получение от правительства Великобритании разрешения приступить к опытам с женскими стволовыми клетками костного мозга. Ожидается, что работы начнутся уже предстоящей весной.
По мнению профессора Найернии, пригодная для деторождения сперма может быть создана из женского костного мозга уже к 2010 году.
Костный мозг женщины может определять ее способность забеременеть и родить плод
Исследователи Йельского университета PLOS Biology говорят, что костный мозг женщины может определять ее способность зачать и рожать плод.
Исследование показывает, что после оплодотворения яйцеклетки стволовые клетки покидают костный мозг и проходят через кровоток в матку, где они помогают преобразовать слизистую оболочку матки для имплантации. Как сообщает Medicalxpress, если слизистая оболочка не подвергается такому значительному преобразованию, эмбрион не может быть имплантирован, и беременность прерывается.
Предыдущие исследования показали, что стволовые клетки, полученные из костного мозга, вносят вклад в неиммунную среду небеременной матки, но остается неизвестным, влияют ли стволовые клетки на беременную матку и как. В этом исследовании удалось доказать физиологическое значение стволовых клеток для беременности.
Д-р Reshef Tal, один из авторов исследования, объясняет, что некоторые из этих мезенхимальных стволовых клеток, происходящих из костного мозга, перемещаются в матку и становятся децидуальными клетками, необходимыми для процесса имплантации и поддержания беременности.
Был использован антиметаболитный препарат, который до сих пор считается химиотерапией, но он не наносит вреда яичнику, и поэтому мыши все еще могут забеременеть, что позволяет нам отслеживать трансплантированные клетки костного мозга и изучать их роль в репродукции.
Можно ли иметь детей мужчине после химиотерапии?
Хотя большинство онкологических заболеваний диагностируются после 40–50 лет, к сожалению, есть немало пациентов молодого возраста. К тому же существуют две тенденции: растет как выживаемость среди онкобольных, так и количество мужчин, которые откладывают родительство на поздний возраст. Многие пациенты надеются, что лечение пройдет успешно, и хотели бы в будущем завести детей.
Но когда болезнь удалось победить, и наступила ремиссия, не всегда получается забеременеть. Сами онкологические заболевания и методы, которые используются для их лечения, нередко приводят к мужскому бесплодию. Однако если грамотно действовать с самого начала, то высока вероятность, что репродуктивную функцию получится сохранить и в будущем мужчина сможет испытать радость отцовства.
Почему при онкологических заболеваниях снижается мужская фертильность?
По определению Всемирной организации здравоохранения, бесплодие – это неспособность сексуально активной, не использующей контрацепцию пары добиться беременности в течение одного года. Рак и методы его лечения ухудшают репродуктивную функцию не только у женщин. Существует немало факторов, которые могут снизить фертильность или вовсе сделать мужчину с онкологическим заболеванием бесплодным:
Влияние химиопрепаратов
Химиопрепараты эффективно уничтожают раковые клетки, но в целом они неразборчивы и атакуют все ткани организма, в которых активно происходят процессы клеточного деления. В мужских яичках образование новых сперматозоидов происходит постоянно. Чтобы полностью сформироваться и созреть, сперматозоиду нужно примерно 72–82 дня. Затем он сразу же «встает в очередь» и ждет очередной эякуляции. За счет такой активности яички очень уязвимы к химиопрепаратам.
Если клетки, из которых образуются сперматозоиды, повреждены настолько сильно, что больше не могут размножаться, мужчина становится бесплодным. Также во время курса химиотерапии могут возникнуть следующие проблемы:
Некоторые химиопрепараты способны повреждать нервы, ответственные за возникновение и поддержание эрекции. В итоге у мужчины может возникнуть эректильная дисфункция. Обычно это временное явление – после курса лечения данная функция восстанавливается.
Существует много групп химиопрепаратов, и не все они приводят к мужскому бесплодию. Кроме того, один и тот же препарат может по-разному влиять на фертильность у двух разных мужчин. Это зависит от многих дополнительных факторов:
Кроме того, важную роль играет тип назначенных противоопухолевых препаратов. Эксперты из Американского онкологического общества (American Cancer Society) приводят данные, представленные в таблице.
Если онколог назначил препараты из левого столбца таблицы, – это, конечно же, не повод отказываться от лечения ради того, чтобы сохранить возможность иметь детей. Важно понимать, что все препараты оказывают влияние на половую систему, а рак убивает. На первом месте всегда должна стоять борьба со смертельно опасной болезнью.
Какие еще препараты для лечения рака могут повлиять на мужскую репродуктивную функцию?
Современные таргетные препараты и иммунопрепараты действуют несколько иначе, чем классические химиопрепараты. Каждое из этих лекарств имеет определенную молекулу-мишень, которая важна для жизнедеятельности и размножения раковых клеток. За счет такого прицельного действия нормальные клетки практически не страдают. Однако таргетная терапия и иммунотерапия всё же могут вызывать некоторые побочные эффекты, а их влияние на мужскую репродуктивную функцию пока еще до конца не изучено и остается под вопросом.
Гормональная терапия, которая применяется при раке предстательной железы и некоторых других злокачественных опухолях, способна уменьшить количество сперматозоидов в эякуляте. Из других побочных эффектов возможно снижение либидо (полового влечения) и ухудшение эрекции. Обычно все эти нарушения обратимы и исчезают после завершения лечения.
Можно ли сохранить фертильность?
Можно надеяться, что лечение рака не приведет к бесплодию, или что фертильность через некоторое время восстановится (на это может потребоваться несколько лет). Для мужчин, которые не готовы так рисковать, современная репродуктивная медицина предлагает простое и эффективное решение – криоконсервацию спермы. Половые клетки замораживают по специальной технологии и хранят в емкостях с жидким азотом при температуре −196° C. В таком состоянии они могут теоретически находиться неограниченное время, многие годы, и при этом полностью сохраняют свои свойства. После разморозки сперматозоиды ничем не отличаются от «свежих», а после их применения успешно наступает беременность, рождаются такие же здоровые и нормальные дети, как и зачатые естественным путем.
Существует и другая методика – криоконсервация ткани яичка. Но она считается экспериментальной и почти не применяется. Ее рассматривают как перспективную для мальчиков с онкологическими заболеваниями, у которых пока не наступило половое созревание.
Сейчас криоконсервация спермы применяется довольно широко, этот метод хорошо изучен, и такой услугой можно легко воспользоваться в России. Например, у нас в Репробанке – одном из крупнейших банков половых клеток в СНГ. Наше криохранилище, оснащенное новейшим оборудованием, обеспечит полную сохранность вашего биоматериала, а надежная система маркировки не позволит перепутать его с материалом других мужчин. Мы не привязаны ни к какой клинике. Поэтому когда вам потребуются ваши сперматозоиды, наш курьер доставит их в любое медучреждение в специальном контейнере с соблюдением всех требований.
Если зачать ребенка после лечения, – не будет ли у него повышен риск развития рака?
Об этом можно не беспокоиться. Научные исследования показали, что у детей пациентов, прошедших лечение и находящихся в состоянии ремиссии, не повышен риск развития рака. Но важно знать, что около 5–10% всех онкологических заболеваний связаны с наследственными мутациями. Носитель может передать такой генетический дефект ребенку, и у него также будет повышен риск. Эту проблему тоже решают вспомогательные репродуктивные технологии: перед ЭКО с применением «свежих» или замороженных сперматозоидов можно провести генетический анализ, оценить риски, и это поможет принять необходимые меры.
Во время курса лечения, конечно же, зачатие строго противопоказано. Химиопрепараты, которые получает мужчина, могут сильно навредить плоду и привести к тяжелым нарушениям. Если сохраняется желание и способность заниматься сексом, никаких запретов нет, но обязательно нужно пользоваться презервативами.
Мы близки к тому, чтобы делать детей из стволовых клеток. Чем это грозит?
В 2007 году группа исследователей сообщила о поразительном открытии: они создали подобные сперматозоидам клетки из стволовых клеток, полученных из костного мозга человека. Однако два года спустя исследование было удалено из-за обвинений в плагиате. И вот, тринадцать лет спустя, способность создавать функциональную человеческую сперму из стволовых клеток остается задачей многих ученых во всем мире. Ведь это могло бы раз и навсегда решить проблему людей, у которых не получается зачать ребенка. И получить при этом надежду на дальнейшую эволюцию. И судя по результатам исследований, получить сперматозоиды из стволовых клеток гораздо реальнее, чем попасть в черную дыру.
С помощью костного мозга человечество оказалось на пороге репродуктивной эволюции
Можно ли создать половые клетки из стволовых клеток
Ученые пытались выяснить, как создать функционирующие человеческие гаметы — яйцеклетки и сперму — из стволовых клеток в течение 20 или 30 лет, говорит Витторио Себастьяно, биолог из Стэнфордского университета, чьи исследования сосредоточены на репродуктивной биологии. Это поможет людям, борющимся с бесплодием, иметь детей, а ученые смогут раскрыть секреты человеческого развития. С 2007 года они добились значительного прогресса в этом направлении, создав здоровых детенышей мышей из гамет, генерируемых стволовыми клетками, и даже незрелые яйцеклетки человека. Но впереди еще долгий путь, прежде чем ученые смогут превратить костный мозг в человеческих младенцев.
Мы действительно пытаемся найти способы эффективно и надежно генерировать половые клетки, которые в краткосрочной перспективе можно использовать для зачатия детей, — говорит Себастьяно.
Чем это отличается от ЭКО
Когда в 1978 году родился первый ребенок, зачатый с помощью экстракорпорального оплодотворения (ЭКО), это стало большим шагом вперед в репродуктивной науке и предвестником исследований стволовых клеток, проводимых сегодня. Но ЭКО не подходит для каждого человека или пары, пытающейся завести ребенка. Например, его нельзя сделать тем, кто родился без гамет или получил агрессивное лечение рака в молодом возрасте. Новый научный метод предоставит этим людям новый шанс на рождение своих детей.
Следующий важный шаг был сделан в 2000-х годах, когда были созданы индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК). Эти клетки получают из клеток крови или кожи и перепрограммируют, чтобы превратить их в эмбриональные клетки, которые смогут развиваться в организме. С тех пор исследователи пытались выяснить, как превратить эти эмбрионоподобные клетки в функциональные сперматозоиды и яйцеклетки.
Колония индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, используемых для лечения редкого генетического заболевания — анемии Фанкони.
По словам Себастьяно, эта работа отчасти осложнялась тем, что ученые не могли полностью понять, что происходит с человеческим эмбрионом во время нормального развития. Ученые разбирают этот процесс на мышах, потому что грызунов легко изучать в лаборатории. Но этические ограничения и технические факторы (например, доступ к эмбрионам в нужный момент) затрудняют изучение этого явления на людях.
Искусственно выращенные яйцеклетки
Несмотря на препятствия, ученые добились значительного прогресса за последние 10 лет. В 2012 году группа исследователей в Японии создала оплодотворенные яйца мышей из стволовых клеток и использовала эти яйца для выведения здоровых мышей. Таким образом ученые показали, что можно заставить эти клетки стать полностью функциональными яйцеклетками или спермой.
Группа ученых смогла превратить стволовые эмбриональные клетки мыши в клетки, функционирующие как сперматозоиды.
В 2018 году та же группа японских ученых совершила еще один крупный прорыв. Используя клетки крови человека и технику плюрипотентных стволовых клеток, им удалось произвести человеческую яйцеклетку.
По словам ученых, аналогичные попытки предпринимаются и для создания спермы. На протяжении многих лет проводилось несколько экспериментов создать спермоподобные клетки, в том числе во время исследования костного мозга в 2007 году. Вероятно, в ближайшие несколько лет мы сможем генерировать полностью функциональные сперматозоиды и яйцеклетки. Однако вопрос будет в том, как ученые проверят качество этих гамет.
Первый в истории науки эмбрион, созданный без готовых яйцеклеток и сперматозоидов. Достичь этого получилось благодаря выращиванию эмбриона из стволовых клеток прямо в чашке Петри на микроскопическом 3D-каркасе из геля.
Чем опасно выращивание детей из стволовых клеток?
Единственный способ полностью оценить качество и функциональность спермы или яйцеклетки — это использовать их, то есть попытаться оплодотворить другую гамету и произвести на свет ребенка. Вот почему к этой работе нужно подходить с особой осторожностью. Как только ученые разработают методы, которые, по их мнению, производят зрелые человеческие яйцеклетки и сперму, следующим шагом будет тестирование этих наработок на приматах. Таким образом исследователи могут проследить всю жизнь отдельных животных, выращенных с помощью этого метода, чтобы увидеть, не возникнут ли какие-либо неожиданные проблемы, говорит Себастьяно.
Если вам интересны такие исследования, подпишитесь на нас в Яндекс.Дзен, чтобы не пропускать новые материалы!
Биолог не сомневается, что однажды эти стволовые клетки могут помочь людям, борющимся с бесплодием, произвести на свет здоровых детей. Конечно, есть также важные этические соображения, которые необходимо тщательно учитывать. Он отмечает, что этот метод может повлиять на человеческую жизнь на уровне поколений. И многие люди также обеспокоены другими последствиями в будущем, такими как способность создавать «дизайнерских младенцев» или производить потомство из волос, украденных у ничего не подозревающих знаменитостей. Необходимо начать прорабатывать медицинские и юридические вопросы, связанные с этим методом, сейчас, прежде чем он станет жизнеспособным.
Очевидно, существует необходимость в создании детей данный способом, но поскольку мы действительно имеем дело с очень уникальным типом клеток… нам нужно быть осторожными.
Матери в одиночку: женщины смогут продолжить род, если мужчины вымрут
Мужская Y-хромосома — это маленький кусок Х-хромосомы, от которой в процессе эволюции осталось только 10%. За время существования человечества Y-хромосома не уменьшилась, и всё же существует гипотетический риск того, что мужская половина человечества может когда-нибудь исчезнуть. Как рассказали «Известиям» ведущие российские генетики, в этом случае женщины сумеют продолжить человеческий род самостоятельно, посредством партеногенетического размножения. Об этом — в предпраздничном материале «Известий».
Икс без игрека
Как выяснили ученые, мужская Y-хромосома в процессе своего существования (еще до появления человека) потеряла большинство — примерно 90% — почти из 1,4 тыс. изначально имеющихся в ней генов. А принципиально отличает мужчин от женщин всего один ген.
— Это ген SRY (Sex-determining Region Y), — пояснил академик РАН, научный руководитель Института общей генетики РАН Николай Янковский. — И если пересадить перед рождением только этот ген — женщина станет мужчиной. Это регулятор, он включает и выключает все остальные гены, определяя развитие по мужскому типу. Конечно, у Y-хромосомы есть и другие гены, отличающие мужчин и женщин, — например, ген волосатости ушей. Но он не имеет отношения к контролю пола. Он просто находится в том же носителе информации, что и SRY.
Единственный определяющий развитие по мужскому типу ген расположен на очень маленькой Y-хромосоме, которая остается неизменной на протяжении всей истории человечества. И всё же имеется вероятность, что она может полностью потерять свою функцию в течение следующих 10 млн лет.
Однако, как это ни странно, такое развитие событий не обязательно означает прекращение человеческого рода. К вопросу, что будет, если женщинам придется размножаться без мужчин, генетики относятся оптимистично.
— Женщины в отличие от мужчин могут воспроизводиться без оплодотворения, — объяснил ведущий научный сотрудник Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, профессор Техасского А&М университета (США) и Гёттингенского университета (Германия) Константин Крутовский. — Это возможно потому, что они имеют полноценный набор хромосом. Женщины получают две половые Х-хромосомы — одну от папы и одну от мамы. В каждой примерно 1,4 тыс. генов. Всего 2,8 тыс. А мужчины получают Х от мамы и маленький довесок Y — от папы. В Y-хромосоме примерно 200 генов, из которых только 72 белок-кодирующие. То есть у них примерно 1,6 тыс. генов. Хотя этого достаточно для развития полноценного ребенка, но отсутствуют репродуктивные структуры для его вынашивания.
По словам Константина Крутовского, если мужчины по каким-то причинам исчезнут, женщины гипотетически могут перейти на партеногенетическое размножение — то есть будут использоваться яйцеклетки, которые не прошли редукционное деление в мейозе при формировании гаплоидных гамет. Такая диплоидная яйцеклетка может развиться в точную копию мамы. То есть будут рождаться только девочки. У мужчин же нет возможности получить точную копию папы.
Партеногенез — это одна из форм полового размножения организмов, при которой яйцеклетка развивается во взрослый организм без оплодотворения. Несмотря на то что ребенок не имеет папы, а происходит только от мамы, партеногенез является половым размножением, так как организм развивается из половой клетки. В природе существует много видов животных, которые размножаются партеногенетически. Это улитки, пауки, тараканы, тли, некоторые виды муравьев, скальные ящерицы, комодские вараны, некоторые виды рыб и птиц. В том числе куры.
В разных лабораториях мира уже были проведены эксперименты по партеногенетическому получению жизнеспособных эмбрионов млекопитающих в лабораторных условиях. Яйцеклетки крыс, макак и человека были обработаны для того, чтобы предотвратить редукционное деление (деление ядра клетки с уменьшением числа хромосом в два раза. — «Известия»). Эти эксперименты закончились получением жизнеспособных бластоцист — зачатков эмбриона. В 2004 году в Японии смогли вырастить из бластоцисты, полученной партеногенетическим способом, жизнеспособную взрослую особь (мышь).
Двойной резерв
Получается, что у женщин существует возможность продолжения рода без мужчин, а вот у мужчин такая перспектива отсутствует. Это происходит потому, что женщина изначально защищена природой лучше — именно из-за того, что на ней лежит ответственность за вынашивание ребенка.
Мужчина производит миллионы сперматозоидов в день, женщина — только одну или несколько яйцеклеток в месяц. То есть в условиях угрозы человеческой цивилизации один мужчина сможет оплодотворить много женщин для того, чтобы сохранить численность популяции и продолжить род, а вот обратную ситуацию себе представить невозможно.
Сперматозоиды, достигающие яйцеклетку, 3D модель
Таким образом, количество женщин в популяции более важно для поддержания ее численности, чем количество мужчин. Природе безопаснее жертвовать для своих «экспериментов» мужчинами, чем женщинами. Из-за этого мужская половина человечества рассматривается природой как испытательный полигон, где можно быстро попробовать разные варианты генов (мутаций), влияющих на приспособляемость, поведение, устойчивость к болезням и так далее.
Это происходит именно потому, что у женщины есть два одинаковых по числу наборов генов: Х-хромосома от мамы и Х-хромосома от папы. Если вдруг окажется, что какой-то ген дефектный, то другой ген может его компенсировать, давая возможность женскому организму нормально развиваться и жить.
Именно так и происходит — женщины реже болеют наследственными заболеваниями и при этом чаще являются носителями неблагоприятных мутаций, связанных с Х-хромосомой. Если же дефектный ген Х-хромосомы встретится в мужском эмбрионе, то он «сработает7 на 100%. Ведь он содержится в единственной Х-хромосоме, доставшейся от мамы, — дублирующего набора нет. В малюсенькой Y-хромосоме всего 200 генов, и те «брошены» на обеспечение брутальности: это факторы фертильности, гормональные гены, обеспечивающие «поведение мачо».
— У мужчин все неблагоприятные мутации «торчат наружу» из-за отсутствия дублирующей Х-хромосомы, — пояснила ведущий научный сотрудник лаборатории анализа генома Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН Светлана Боринская. — А у женщин вторая Х-хромосома в большинстве случаев нормальным геном обеспечивает нужную функцию. Поэтому частота гемофилии у мальчиков — 1 на 10 тыс., а девочки болеют, только если с двух сторон получают дефектный ген. Это — уникальные случаи. То же самое с дальтонизмом.
Константин Крутовский подтвердил, что в человеческой популяции больше отклонений от нормы замечено у мужчин.
— Образно говоря, расхожая фраза, что «все мужики козлы», — ближе к сути, нежели та, что «все бабы дуры». Однако и гениев среди мужчин тоже больше. Ведь мутации бывают и благоприятными, не только негативными, хотя и гораздо реже. Положительная мутация генов Х-хромосомы также чаще проявляется в мужском организме именно из-за того, что отсутствует маскирующий, дублирующий набор генов Х-хромосом, — отметил он.
Однако, по словам ученого, успокоить прекрасную половину человечества в канун 8 Марта можно тем, что, по статистике, женщины в среднем всё делают лучше мужчин. И даже водят машину.
По мнению ученых, женщины смогут справиться со многими тяжелыми ситуациями, даже с исчезновением мужчин. Но жизнь без них была бы невыносимой.