Ученые заставили бесплодную мышь производить сперму крысы

Плюрипотентные стволовые клетки (ПСК) — мощный биомедицинский инструмент, но получение гамет (яйцеклеток или сперматозоидов) из ПСК представляет крайне сложную задачу. Модифицированные гаметы чаще всего оказываются менее жизнеспособными, чем клетки животного-хозяина, поэтому проигрывают им в конкуренции при оплодотворении.

Одно из возможных решений проблемы — метод комплементации бластоцист. Суть заключается в том, что стволовые клетки одного животного подсаживают в мутантный эмбрион, у которого какой-либо орган не развивается. В результате в мутантном животном орган развивается из предоставленных стволовых клеток, и, скажем, в организме крысы развиваются мышиные почки.

Теперь исследователи задались вопросом, можно ли получить крысиную сперму в организме мутантной мыши, которая сама по себе бесплодна. С целью проверить эту идею они вводили крысиные ПСК мутантным эмбрионам мышей (у них был «выключен» ген Tsc22d3, критически необходимый для развития сперматозоидов), чтобы получить мышино-крысиных химер.

Стволовые клетки крысы развивались вместе с клетками мыши, вследствие чего появилось химерное животное, несущее ДНК двух видов. В результате генетической мутации, вызывающей бесплодие, сперматозоиды самой мыши не развивались, поэтому их место заняли крысиные ПСК, развивающиеся в крысиные сперматозоиды. 

Сперматозоиды оказались жизнеспособны и смогли оплодотворять яйцеклетки крыс (пусть это и заняло у них больше времени, чем у «нормальных» клеток), но вот живых крысят ученые получить так и не смогли. Тем не менее эта работа — первое доказательство возможности получения гамет одного вида в организме другого. 

Если исследователям удастся все же получить из плюрипотентных стволовых клеток живых детенышей, такой метод можно будет применять для сохранения редких и исчезающих видов животных и в биомедицинских исследованиях — например, при моделировании наследственных болезней человека.

Исследование опубликовано в журнале Stem Cell Reports.