Τεχνητά γεννητικά όργανα ίσως παράγουν σπέρμα: Ιστορικής σημασίας έρευνα

Οι τεχνητοί όρχεις δημιουργήθηκαν από ανώριμα κύτταρα όρχεων που ελήφθησαν από νεογέννητα ποντίκια. Τα τεχνητώς ανεπτυγμένα αρσενικά γεννητικά όργανα ανέπτυξαν γρήγορα δομές που μοιάζουν με εκείνες που παρατηρούνται στα φυσιολογικά και μπορεί ακόμη και να είναι σε θέση να παράγουν σπέρμα.

Όπως και με άλλους τύπους οργάνων που καλλιεργούνται στο εργαστήριο (γνωστά και ως οργανοειδή) οι μικροσκοπικοί όρχεις δημιουργήθηκαν για να επιτρέψουν στους ερευνητές να αποκτήσουν νέες γνώσεις σχετικά με την ανάπτυξη οργάνων και τις ασθένειες. Μέχρι τώρα, οι επιστήμονες δεν διέθεταν σύστημα in vitro για την μοντελοποίηση του όρχι και, επομένως, αυτή η τεχνολογική εξέλιξη μπορεί να προωθήσει την κατανόησή μας για την λειτουργία των ανδρικών γεννητικών οργάνων.

“Οι τεχνητοί όρχεις είναι ένα πολλά υποσχόμενο μοντέλο για την έρευνα επάνω στην ανάπτυξη και λειτουργία των όρχεων, το οποίο μπορεί να μεταφραστεί σε θεραπευτικές εφαρμογές για διαταραχές της σεξουαλικής ανάπτυξης και της στειρότητας”, εξήγησε ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, δρ. Nitzan Gonen.

Πώς δημιούργησαν τα τεχνητά αρσενικά γεννητικά όργανα στο εργαστήριο

Για να δημιουργήσουν τους όρχεις εργαστηρίου (επί της ουσίας πρόκειται για μικροσκοπικές δέσμες κυττάρων που προσομοιώνουν τις διαδικασίες σε πραγματικούς όρχεις) οι ερευνητές τοποθέτησαν πρωτεύοντα κύτταρα όρχεων ποντικιού σε ένα ειδικά διαμορφωμένο μέσο ανάπτυξης. Μέσα σε δύο ημέρες, τα μικροσκοπικά όργανα ανέπτυξαν σωληνοειδείς δομές και μοτίβα κυτταρικής οργάνωσης που αντικατοπτρίζουν εκείνα που φαίνονται σε πραγματικούς όρχεις.

Συνήθως, τα οργανοειδή αναπτύσσονται για να μοιάζουν με όργανα στο εμβρυϊκό τους στάδιο. Ωστόσο οι συγγραφείς της μελέτης μπόρεσαν να αναπτύξουν τους τεχνητούς αυτούς όρχεις σε μια πιο ώριμη κατάσταση. Συνολικά, διατήρησαν τα οργανοειδή για 9 εβδομάδες, κατά τη διάρκεια των οποίων τα τεχνητά όργανα επεκτάθηκαν σε μέγεθος προτού τελικά καταρρεύσουν, όταν οι απαιτήσεις τους για παροχή αίματος έγιναν πολύ μεγάλες.

Οι συγγραφείς της μελέτης έδωσαν ιδιαίτερη προσοχή στην ανάπτυξη των κυττάρων Sertoli, τα οποία υποστηρίζουν τη σπερματογονία και διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στην παραγωγή σπέρματος. Είναι σημαντικό ότι διαπίστωσαν πως η ωρίμανση αυτών των κυττάρων κατά τη διάρκεια της περιόδου των 9 εβδομάδων έμοιαζε πολύ με εκείνη που παρατηρήθηκε σε ζωντανά ποντίκια στα αντίστοιχα στάδια.

Οι ερευνητές επισημαίνουν ότι αν και οι 9 εβδομάδες μπορεί να μην ακούγονται σαν μεγάλη διάρκεια ζωής για ένα ζευγάρι όρχεων, η διαδικασία σπερματογένεσης σε ζωντανά ποντίκια διαρκεί συνήθως το μισό: περίπου 35 ημέρες. Θεωρητικά, λοιπόν, είναι απολύτως δυνατό για έναν εργαστηριακό όρχι να ολοκληρώσει αυτόν τον κύκλο και να παράγει σπέρμα μέσα σε αυτό το χρονικό διάστημα.

Μέχρι στιγμής, οι συγγραφείς της μελέτης δεν έχουν ακόμη καθορίσει εάν οι τεχνητοί όρχεις που δημιούργησαν μπορούν πράγματι να παράγουν σπέρμα, αν και λένε ότι τα πειράματά τους έχουν δώσει “τις πρώτες ενδείξεις ότι αυτά τα οργανοειδή μπορούν να υποστηρίξουν την είσοδο σπερματογονικών βλαστοκυττάρων στην φάση της μείωσης”: μια διαδικασία με την οποία παράγεται σπέρμα.

“Σε αυτήν την μελέτη αναπτύξαμε οργανοειδή όρχεων από ποντίκια, αλλά είναι πολύ πιθανό να εφαρμοστούν παρόμοιες μέθοδοι για τη δημιουργία οργανοειδών όρχεων από αγόρια προεφηβικής ηλικίας”, γράφουν οι ερευνητές. Εάν τέτοια οργανοειδή μπορούν να παραχθούν από ανθρώπινα κύτταρα, τότε μπορεί να προσφέρουν μια νέα οδό έρευνας για θεραπείες ανδρικής υπογονιμότητας.

“Εάν αυτά τα οργανοειδή είναι σε θέση να μιμηθούν πλήρως την λειτουργικότητα των όρχεων ενηλίκων, πιθανολογούμε ότι θα είναι σε θέση να παράγουν σπέρμα σε in vitro περιβάλλον. Αυτή η ικανότητα θα μπορούσε να είναι επαναστατική και να επιτρέψει σε υπογόνιμους ασθενείς να αποκτήσουν βιολογικό παιδί”, υποστηρίζουν οι συγγραφείς της μελέτης.

Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο International Journal of Biological Sciences.

Πηγές: biu.ac.il, iflscience.com