211service.com
Sperma gekweekt in een gerecht
In een belangrijke stap in de strijd tegen mannelijke onvruchtbaarheid hebben onderzoekers van Yokohama City University muizensperma in een schaal gekweekt en het sperma gebruikt om pups te produceren die zelf vruchtbaar waren op volwassen leeftijd.
Verlosser sperma: Wetenschappers in Japan hebben functioneel muizensperma (hier in groen weergegeven) in een schaal gekweekt door de chemische omgeving van de teelballen na te bootsen. Het sperma is in staat om vruchtbare nakomelingen te produceren.
Onderzoekers begonnen met kleine stukjes weefsel met spermastamcellen, spermagonia genaamd, verzameld uit de testikels van babymuizen. Vervolgens groeiden ze die cellen tot functioneel sperma, waarbij ze verschillende chemicaliën gebruikten om de natuurlijke omgeving van de testikels te simuleren. De resultaten van het onderzoek, gepubliceerd in het nummer van deze week van Natuur , kan uiteindelijk ten goede komen aan onvruchtbare mannen en jongens die chemotherapie ondergaan.
Wanneer mensen met kanker een behandeling ondergaan, worden ze bijna altijd onvruchtbaar gemaakt, zegt Martin Dym , een professor in de biochemie aan de Georgetown University. Dym was niet betrokken bij het onderzoek. Bij mannen zou je vóór de behandeling een spermastaal kunnen invriezen, maar bij [prepuberale] jongens niet. Maar ze hebben wel testikelcellen, en als je die in kweek zou kunnen ontwikkelen, zouden ze later kunnen worden gebruikt bij in-vitrofertilisatie.
Dym voegt eraan toe dat de techniek ook kan worden gebruikt om cellen in de testikels van onvruchtbare mannen om te leiden om functioneel sperma te produceren. Deze mannen hebben geen normaal sperma, maar ze zullen normale spermagoniale stamcellen hebben, zegt Dym.
Takehiko Ogawa, een professor in de urologie, en zijn collega's in Japan namen kleine biopsieën van testikelweefsel van babymuizen die spermagoniale stamcellen bevatten maar geen volwassen sperma (de muizen waren te jong om sperma te produceren.) Om de natuurlijke omgeving van de testikels te simuleren Ogawa hing de fragmenten op een halfvaste drager en baadde ze gedeeltelijk in vloeistof.
De vloeistof bevatte een cocktail van chemicaliën die knock-out serumvervanging (KSR) worden genoemd, een formulering die, contra-intuïtief, wordt gebruikt in culturen van embryonale stamcellen om ze in hun ongedifferentieerde staat te houden. Hier ontdekte Ogawa dat KSR het tegenovergestelde effect had, en moedigde spermagonia aan om te differentiëren tot volwassen sperma.
We hebben nog niet de belangrijkste factoren in KSR geïdentificeerd die ons systeem echt hebben geholpen, zegt Ogawa. Mijn volgende uitdaging is om die factoren te identificeren en een nog beter kweekmedium te maken, de spermakwaliteit te verbeteren en toepasbaar te maken voor andere dieren.
Hoewel het aantal zaadcellen in vitro relatief laag was, was het geproduceerde sperma functioneel. De groep insemineerde volwassen muizen met het gekweekte sperma en ontdekte dat ze in staat waren om pups te produceren die op hun beurt op natuurlijke wijze konden paren. De uiteindelijke evaluatie van de functionaliteit van het sperma was om nakomelingen te maken en de gezondheid van nakomelingen te zien, zegt Ogawa. Ik hou nog steeds de nakomelingen, en ze zijn ongeveer 14 maanden oud, en ze zien er heel normaal uit, vergelijkbaar met andere muizen.
In de afgelopen jaren hebben een handvol onderzoeksgroepen verschillende technieken gebruikt om sperma uit embryonale stamcellen te laten groeien, waarbij groeifactoren zijn toegevoegd om stamcellen aan te moedigen om te differentiëren. Hoewel sommige inspanningen in staat waren om met succes sperma te produceren, zijn onderzoekers er niet in geslaagd deze resultaten te repliceren, en er is geen enkele aangetoond dat ze vruchtbare pups produceren. Ogawa zegt dat het nieuwe systeem vrij eenvoudig is, en hij hoopt dat andere onderzoekers zullen proberen het te repliceren.
De volledige gevolgen voor de gezondheid bij dieren die zijn geproduceerd uit in vitro sperma valt nog te bezien. Steve Krawetz , hoogleraar verloskunde en gynaecologie aan de Wayne State University, zegt dat wanneer cellen zich differentiëren tot sperma, er grote veranderingen optreden in hun DNA die cellen kwetsbaar maken voor omgevingsfactoren. Afhankelijk van wat zich in de omgeving bevindt, kunnen factoren het DNA van een cel beïnvloeden, waardoor defecten ontstaan die kunnen worden doorgegeven aan toekomstige generaties.
We kennen de langetermijngevolgen of transgenerationele effecten niet, zegt Krawetz. Maar als modelsysteem is dit fantastisch. Het geeft ons de mogelijkheid om dingen in een in vitro setting te gaan bekijken en cellen op een veel gemakkelijkere manier specifiek te veranderen en te ontleden. Het is een grote stap voorwaarts.