Wetenschappers zijn erin geslaagd stamcellen te herprogrammeren tot zaadprogenitorcellen

Wetenschappers proberen al lang sperma en eicellen in het laboratorium te produceren. Dit zou hen niet alleen in staat stellen een van de meest fundamentele biologische processen beter te begrijpen, maar mogelijk ook nieuwe manieren te ontwikkelen om onvruchtbare stellen te helpen. Met behulp van embryonale stamcellen, die theoretisch in elk type cel kunnen transformeren, hebben verschillende onderzoeksgroepen de afgelopen jaren enige vooruitgang geboekt, maar niemand is erin geslaagd levensvatbare geslachtscellen te produceren.

Wetenschappers van de Universiteit van Kyoto hebben onlangs een manier gevonden om embryonale stamcellen van muizen te herprogrammeren tot voorlopercellen van spermacellen en met behulp van het resulterende sperma normale muizen te produceren. Hun onderzoek zou uiteindelijk kunnen leiden tot nieuwe behandelingen voor mannelijke onvruchtbaarheid. Volgens de leider van het team, bioloog Mitinori Saitou, zouden hiervoor echter verschillende "zeer moeilijke" technische en ethische kwesties moeten worden opgelost.

Zoals bekend ontwikkelen sperma en eicellen zich uit primaire, of primordiale, kiemcellen (PGC's). Primordiale kiemcellen worden in de vroege stadia van de embryogenese gevormd uit een celmassa genaamd de epiblast. Enkele jaren geleden leerden wetenschappers epiblastcellen uit een muizenembryo te halen en te transformeren tot epiblaststamcellen, die in staat zijn tot langdurige regeneratie in het laboratorium. Onderzoekers hoopten dat dergelijke cellen gebruikt konden worden om primordiale kiemcellen te verkrijgen en uiteindelijk sperma en eicellen. Maar ondanks jarenlange experimenten is niemand er tot nu toe in geslaagd. Japanse wetenschappers hebben geconcludeerd dat wanneer in het laboratorium verkregen epiblaststamcellen het vermogen krijgen om langdurig te groeien, ze het vermogen verliezen om kiemcellen te vormen.

Ze veranderden hun aanpak en besloten embryonale stamcellen van muizen te kweken in een cocktail van groeifactoren om cellen te verkrijgen die vergelijkbaar zijn met epiblastcellen, die slechts een paar dagen leven. De onderzoekers ontdekten dat twee dagen oude cellen gebruikt konden worden om cellen te verkrijgen die vergelijkbaar waren met primordiale kiemcellen. Wanneer deze primordiale stamcellen werden geïnjecteerd in de testikels van muizen die zelf geen sperma konden produceren, rijpten ze uit tot sperma, dat met succes eicellen bevruchtte in vitro-experimenten. De wetenschappers implanteerden de resulterende embryo's in draagmoeders, die normale nakomelingen kregen. De muizen die op deze ongewone manier geboren werden, groeiden uit tot vruchtbare vrouwtjes en mannetjes, en produceerden later ook gezonde nakomelingen. Op een vergelijkbare manier kunnen vruchtbare nakomelingen worden verkregen uit geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSC's) die gedifferentieerd zijn uit volwassen huidcellen.

"Het enige wat ik kan zeggen is: wauw! Dit is een doorbraak!", aldus Orly Lacham-Kaplan, reproductiebioloog aan de Monash University in Australië.

Het onderzoek levert bewijs "dat primordiale geslachtscellen, afkomstig van embryonale stamcellen, zich kunnen ontwikkelen tot functionele geslachtscellen", aldus Amander Clark, bioloog aan de Universiteit van Californië in Los Angeles. Hij noemt het werk van de Japanse onderzoekers "een beslissende doorbraak in onze kennis van hoe geslachtscellen zich ontwikkelen".

Er zijn nog veel obstakels te overwinnen, zegt Saito. Ze willen graag leren hoe ze het hele proces van het produceren van volwassen sperma direct in het laboratorium kunnen uitvoeren, in plaats van primordiale geslachtscellen in de testikels te injecteren om ze te laten rijpen. Een ander doel is om eicellen in vitro te produceren, niet alleen om het proces zelf te begrijpen, maar ook om uiteindelijk onvruchtbare vrouwen te helpen. Maar om hun resultaten naar de kliniek te kunnen overbrengen, moeten ze eerst vaststellen of het "recept" dat ze hebben gevonden, dat zo succesvol is gebleken voor muizenstamcellen, ook werkt in menselijke cellen.

[ 1 ], [ 2 ]