Лабораторные сперматозоиды: надежда для бесплодных мужчин?

Бесплодие — тема, о которой мужчины не любят говорить, но она очень распространена. Примерно у каждой десятой пары возникают проблемы с зачатием, и в половине случаев причина полностью или частично связана со спермой. Существующие методы лечения часто бессильны, но американский стартап Paterna Biosciences утверждает, что может это изменить.

Как это работает?

Paterna заявляет, что берёт стволовые клетки из яичек и превращает их в сперматозоиды в лаборатории. По словам компании, эта методика позволит почти всем мужчинам, которым не помогают стандартные процедуры, стать биологическими отцами. Однако другие эксперты считают, что польза будет очень ограниченной — если только не сочетать её с редактированием генов CRISPR. Да, речь о создании детей с отредактированными генами.

Почему мужчины бесплодны?

Причин много: низкое количество сперматозоидов, плохая подвижность, неспособность проникнуть в яйцеклетку. В таких случаях обычно помогает инъекция сперматозоида прямо в яйцеклетку (ИКСИ) в рамках ЭКО. Но примерно у 1 из 100 мужчин сперматозоидов в семенной жидкости нет вообще. Часто это связано с закупоркой протоков, которую можно устранить, или сперму можно взять прямо из яичек.

Однако в большинстве случаев проблема в том, что яички просто не производят сперму. Вот тут и вступает Paterna.

Что предлагает Paterna?

Сооснователь компании Алекс Пастушак (Alex Pastuszak) говорит, что они берут крошечные кусочки ткани яичек и получают от каждого «от нескольких тысяч до десятков тысяч сперматозоидов». Процесс занимает около месяца. Секрет в том, что они определили сигналы, которые заставляют стволовые клетки спермы превращаться в сперматозоиды.

Первый вопрос: правда ли это? Paterna пока не предоставила доказательств. Пастушак объясняет это защитой интеллектуальной собственности. Подобное уже было: французская компания Kallistem заявляла о том же в 2015 году, опубликовала статью в 2016-м, но другие учёные не убедились, и ничего не вышло.

Paterna утверждает, что пошла дальше: их сперматозоиды оплодотворили человеческие яйцеклетки, которые развились в ранние эмбрионы. Независимые эксперты говорят, что в команде Paterna хорошие учёные, и это возможно, но ждут доказательств. «Если они сделали то, что говорят, это огромный прорыв», — считает Геерт Хамер (Geert Hamer) из Амстердамского института репродукции и развития.

Безопасно ли это?

Сперматозоиды образуются из стволовых клеток в яичках. Когда эти клетки делятся, одна остаётся стволовой, а другая проходит через мейоз — процесс, при котором хромосомы обмениваются фрагментами ДНК. «Это очень опасная ситуация», — говорит Майлз Уилкинсон (Miles Wilkinson) из Калифорнийского университета в Сан-Диего. Если условия в лаборатории неидеальны, риск ошибок при мейозе возрастает. Однако до имплантации эмбриона можно проверить его на мутации.

Другой риск — ошибки импринтинга: некоторые гены в сперматозоидах «выключаются» химическими метками. Если это нарушается, возникают серьёзные нарушения развития. У мышей такие ошибки часты, но Хамер считает, что для метода Paterna риск невелик, так как используются существующие стволовые клетки яичек.

Пастушак утверждает, что лабораторные сперматозоиды выглядят нормально: «Молекулярно они точно такие же, как те, что образуются в яичках, а в некоторых случаях даже лучше».

Кому это поможет?

Компания планирует имплантировать эмбрионы, полученные с помощью лабораторных сперматозоидов, уже в следующем году, скорее всего, за пределами США. Но остаётся вопрос: скольким мужчинам это реально поможет?

Метод не сработает для тех, у кого нет стволовых клеток спермы вообще. А у многих мужчин стволовые клетки есть, но они не превращаются в сперму — часто из-за мутаций. Внешние эксперты сомневаются, что методика поможет в таких случаях. Если мутация блокирует мейоз в яичках, она, скорее всего, будет блокировать его и в лаборатории.

По мнению Хамера, основная группа, которая выиграет, — мужчины, ставшие бесплодными из-за лечения рака в детстве и заморозившие образцы яичек до терапии. «Если они действительно этого добились, это отличная новость для мальчиков, ставших бесплодными из-за химиотерапии», — говорит он. Но это очень небольшая часть бесплодных мужчин.

Ещё одна группа — мужчины, у которых образуется немного спермы. Сейчас им делают многочасовую операцию mTESE (микродиссекционную экстракцию спермы из яичек). «Если бы mTESE можно было избежать, это было бы замечательно», — говорит Уилкинсон.

А если причина в мутациях?

Пастушак утверждает, что его команда получала сперму от мужчин, у которых в яичках не было спермы. «Дефект, по-видимому, в сигналах от поддерживающих клеток», — говорит он. Но доказательств нет. Если он прав, это может помочь многим семьям. Однако есть риск: сыновья, рождённые от такой спермы, могут унаследовать мутацию и тоже стать бесплодными.

Если же метод не работает при мутациях, есть потенциальное решение — CRISPR. Можно отредактировать мутацию в стволовых клетках, чтобы они начали производить сперму, и тогда родятся дети без вредной мутации. Но это непросто: в большинстве случаев мы точно не знаем, какая мутация виновата. «Доказательств очень мало», — говорит Уилкинсон.

Тем не менее, по мнению автора статьи, если мутация известна, использование CRISPR для этой цели оправдано. Paterna не исключает такой возможности: «Я не снимаю это с повестки, потому что наука и технологии будут развиваться, а цель — помочь многим людям», — говорит Пастушак.

Что это значит для нас?

Пока методика Paterna — это многообещающее, но неподтверждённое заявление. Если оно подтвердится, это будет прорыв для некоторых групп бесплодных мужчин, особенно тех, кто потерял фертильность из-за лечения рака. Но для большинства мужчин с генетическими причинами бесплодия может потребоваться комбинация с редактированием генома. А это уже поднимает серьёзные этические вопросы. Будем следить за развитием событий.