Новое исследование из Техасского Университета в Сан-Антонио (UTSA), США, может помочь миллионам пар, страдающих бесплодием или проблемами с зачатием. Команда ученых разработала генетическую карту высокого разрешения, которая показывает, как мужчины производят сперматозоиды. Эти усилия могут в значительной степени помочь решить проблему мужского бесплодия и устранить основную причину трудностей с зачатием.
Результаты показывают подробную информацию о том, какие гены включены или выключены в стволовых клетках, которые в конечном итоге превращаются в сперматозоиды. Эти данные дают врачам возможность понять, как сперма образуется у отдельных пациентов. До сих пор такой подход не использовался.
Исследователь Брайан Херманн (Brian Hermann) считает, что эта новая информация может изменить ситуацию, помогая мужчинам понять, что пошло не так, что привело к бесплодию.
«Мы применили новый, передовой подход к уровню отдельных клеток, чтобы понять все изменения, в которых используются гены для производства сперматозоидов в яичках. Раньше это было невозможно, что препятствовало достижению успеха в лечении мужского бесплодия», – сказал профессор биологии и директор UTSA Genomics Core г-н Германн (Hermann).
Исследование, опубликованное в научном журнале Cell Reports, проводилось командой UTSA по всей стране. Вместе они создали обширную цифровую библиотеку различных типов клеток, необходимых для производства сперматозоидов сначала у мужских особей мышей, потом у мужчин. В ходе этого процесса они исследовали более 62 000 клеток и определили 11 уникальных профилей, содержащих генов. Их исследование позволило обнаружить новые редкие клетки, о которых было очень мало данных. Исследование, начавшееся в 2014 году, было поддержано Фондом Клеберга (Kleberg Foundation), Фондом Херда (Hurd Foundation) и Национальными институтами здравоохранения (NIH).
Согласно данным NIH, по крайней мере половина случаев бесплодия среди пар связана с мужскими репродуктивными проблемами. Многие из этих случаев лечатся с помощью лекарств, но некоторые требуют хирургических процедур. Тем не менее, почти в половине всех этих случаев причина остается загадкой.
Цифровая дорожная карта от команды в UTSA была создана путем секвенирования экспрессии генов в половых клетках. Ученые использовали высокотехнологичное оборудование для исследования десятков тысяч клеток и создания библиотеки генов, содержащихся в каждой из них. Процесс занял от одного до двух дней на фокус группу. Они также использовали передовые методы биоинформатики и анализа данных для декодирования информации о генах, выделенных из клеток.
«Это было все равно, что искать иголку в стоге сена», – подчеркнул профессор Герман. «Ранее мы не могли разделить разные ячейки с разными функциями, поэтому для того, чтобы точно понять, как они различаются, мы рассмотрели отдельные ячейки, отказавшись от традиционного способа объединить их в группу».
Эта библиотека генов предлагает много разных возможностей. Это может помочь более точно диагностировать у мужчин бесплодие. Это также может помочь сделать возможным производство и развитие сперматозоидов вне организма. Наконец, исследование обеспечивает основу для будущих экспериментов.
«На протяжении десятилетий была мечта взять самые примитивные клетки яичка и превратить их в сперму в чашке Петри, но до сих пор это не срабатывало», – сказал г-н Германн. «Тем специалистам, которые намерены генерировать сперматозоиды в чашке, нужно хотя бы знать, насколько эти клетки похожи на те, которые естественным образом встречаются в организме. Данные, которые мы обобщили, теперь предоставляют собой справочную библиотеку, позволяющую делать сравнения».
По материалам Science Daily
