K vajíčku míří spermie ze zkumavky

Helena Vrecková  |  Věda
Ilustrační foto

Japonským vědcům se v laboratorních podmínkách podařilo vytvořit funkční spermie. Učinili tak krok k léčbě mužské neplodnosti.

V japonské laboratoři dokázali vědci po padesáti letech neúspěšných pokusů konečně vytvořit funkční spermie. Normální vývoj spermie trvá u mužů sedmdesát dní a prochází několika stadii. Tento proces se nazývá spermatogeneze. Celý proces tvorby spermií má tři fáze: rozmnožovací, růstovou a zrání.

Všechno začíná u spermatogonií (samčích prapohlavních buněk), které se meioticky dělí a vytváří primární spermatocyty. Spermatocyty musí projít prvním meiotickým dělením pro vznik sekundárních spermatocytů. Nastává druhé meiotické dělení, jehož produktem jdou spermatidy. Spermatidy projdou spermiogenezí a dojde u nich ke kondenzaci jádra, vytvoření bičíku a ztrátě většiny cytoplazmy. Poslední fází je přesun nezralých spermií do nadvarlete, kde již dozrají.

A právě u zmíněného meiotického dělení vědci při pokusech vždy narazili. Až po padesáti letech byli schopni objevit příčinu neúspěchů. Stačilo jen vyměnit látku užívanou ke kultivaci buněk ve zkumavce.

Překážkou bylo fetální hovězí sérum

Tým vědců z univerzity v Yokohamě pod vedením Takehika Ogawi celá léta pracoval na vytvoření spermií, které by byly schopné oplodnit vajíčko a umožnit tak vznik nových jedinců. Při každém pokusu však ve fázi meiotického dělení došlo k neúspěchu. Až jednou Ogawu napadlo při kultivaci vyměnit léta používané fetální hovězí sérum, nebo také fetální boviní sérum (FBS), které se vyrábí z krve novorozených telat, za sérum Ko-SR, jež se velmi často používá k pěstování embryonálních buněk.

Vědci stejně jako při dřívějších pokusech provedli biopsii varlat myši – odebrali vzorek živé tkáně. Přidali k ní světélkující protein, aby mohli sledovat, které buňky prochází buněčným dělením a diferencují se do životaschopných spermií. Takto upravený vzorek pak vložili do séra Ko-SR (Knockout serum replacement). Ačkoliv se většinou používá k zabránění diferenciace buněk, zde mělo přesně opačný účinek. Podpořilo dělení kmenových buněk spermie až do zralé spermie.

Schéma vývoje spermie. Zdroj: Wikipedia
Schéma vývoje spermie. Zdroj: Wikipedia

Po několika týdnech vědci objevili u více než poloviny buněk bičíky. Celý proces tvorby spermií trval přibližně měsíc. Museli však ověřit, zda tyto budou tyto spermie schopny oplodnit vajíčko a vytvořit zdravé jedince. Proto injekčně vpravili spermie do myšího vajíčka. Po několika týdnech se narodilo dvanáct zdravých jedinců, které pak vědci dále sledovali, jestli budou plodní. A jejich očekávání se potvrdilo.

Zmrazené spermie

Ogawa při testech zkoumal, zda tyto spermie budou funkční i po uchování ve zmrzlém stavu. Často se totiž stává, že odebrané spermie jsou celé týdny ve spermabankách. Zamrazil tedy vzorky ve zkumavce v kapalném dusíku na dobu 4 až 25 týdnů. Vědci počítali s možným strukturálním poškozením, a tak spermie po rozmrazení znovu otestovali na plodnost. Zjistili, že ani zmrazení spermiím ze zkumavek neuškodí.

Vědci věří, že tato technika vzniku spermií by mohla pomoci léčit neplodnost například u mužů po léčbě rakoviny. Také by byla vhodná k záchraně ohrožených druhů, kdy hrozí, že by jedinec mohl uhynout před pohlavní dospělostí.

Ačkoliv před užitím na lidských vzorcích budou muset vědci vytvořit ještě velmi mnoho spermií, je to v době stále vzrůstající neplodnosti alespoň nějaká naděje.


Výsledkům japonských vědců věnoval článek také web Singularity Hub. Přečtěte si také abstrakt k výzkumu.

Nejčtenější