211service.com
Spermier odlade i en maträtt
I ett viktigt steg mot att bekämpa manlig infertilitet har forskare vid Yokohama City University odlat musspermier i en maträtt och använt spermierna för att producera ungar som själva var fertila i vuxen ålder.
Frälsarens sperma: Forskare i Japan har odlat funktionell mussperma (visad här i grönt) i en skål genom att efterlikna den kemiska miljön i testiklarna. Spermierna är kapabla att producera fertil avkomma.
Forskare började med små fragment av vävnad som innehöll spermiestamceller, kallad spermagoni, som samlades in från testiklarna på mössbebisar. De odlade sedan dessa celler till funktionella spermier, med hjälp av olika kemikalier för att simulera testiklarnas naturliga miljö. Resultaten av studien, publicerade i veckans nummer av Natur , kan så småningom gynna infertila män och pojkar som genomgår kemoterapi.
När människor med cancer genomgår behandling, blir de nästan alltid infertila, säger man Martin Dym , professor i biokemi vid Georgetown University. Dym var inte involverad i studien. Hos män kan du frysa ett spermieprov före behandling, men hos pojkar i prepubertet kan du inte det. Men de har testikelceller, och om du kunde utveckla dem i kultur, skulle de kunna användas i provrörsbefruktning längre fram.
Dym tillägger att tekniken också skulle kunna användas för att omdirigera celler i testiklarna hos infertila män för att producera funktionella spermier. Dessa män har inte normala spermier, men de kommer att ha normala spermagonala stamceller, säger Dym.
Takehiko Ogawa, professor i urologi, och hans kollegor i Japan tog små biopsier av testikelvävnad från babymöss som innehöll spermagonala stamceller men inga mogna spermier (Mössen var för unga för att producera spermier.) För att simulera testiklarnas naturliga miljö. , Ogawa suspenderade fragmenten på ett halvfast underlag och badade dem delvis i vätska.
Vätskan innehöll en cocktail av kemikalier som kallas knockout serumersättning (KSR), en formulering som kontraintuitivt används i kulturer av embryonala stamceller för att hålla dem i deras odifferentierade tillstånd. Här fann Ogawa att KSR hade motsatt effekt, vilket uppmuntrade spermagoni att differentiera till mogna spermier.
Vi har ännu inte identifierat nyckelfaktorerna i KSR som verkligen hjälpte vårt system, säger Ogawa. Min nästa utmaning är att identifiera dessa faktorer och göra ett ännu bättre odlingsmedium, att förbättra spermiekvaliteten och göra den tillämpbar på andra djur.
Även om antalet spermier in vitro var relativt låga, var de spermier som producerades funktionella. Gruppen inseminerade vuxna möss med den odlade spermien och fann att de kunde producera ungar som i sin tur kunde para sig naturligt. Den slutliga utvärderingen av spermiers funktionalitet var att göra avkomma och se avkommans hälsa, säger Ogawa. Jag behåller fortfarande avkomman, och de är ungefär 14 månader gamla, och de ser väldigt normala ut, jämförbara med andra möss.
Under de senaste åren har en handfull forskargrupper använt olika tekniker för att odla spermier från embryonala stamceller, och lagt till tillväxtfaktorer för att uppmuntra stamceller att differentiera sig. Medan vissa ansträngningar lyckades producera spermier, har forskare inte kunnat replikera dessa resultat, och ingen har visat sig producera fertila ungar. Ogawa säger att det nya systemet är ganska enkelt, och han hoppas att andra forskare kommer att försöka replikera det.
De fullständiga hälsokonsekvenserna hos djur som producerats av in vitro-spermier återstår att se. Steve Krawetz , professor i obstetrik och gynekologi vid Wayne State University, säger när celler differentierar till spermier, uppstår stora förändringar i deras DNA som gör celler sårbara för miljöfaktorer. Beroende på vad som finns i den omgivande miljön kan faktorer påverka en cells DNA och skapa defekter som kan överföras till framtida generationer.
Vi känner inte till de långsiktiga konsekvenserna eller transgenerationella effekterna, säger Krawetz. Men som modellsystem är detta fantastiskt. Det ger oss möjlighet att börja titta på saker i en in vitro-miljö och specifikt förändra och dissekera celler på ett mycket enklare sätt. Det är ett stort steg framåt.