Эмбриологи впервые получили здоровое потомство овец из очень незрелых яйцеклеток

Ученые из Великобритании показали на овцах, что очень ранние ооциты можно вырастить до функциональных яйцеклеток в лабораторных условиях. Если ученые подтвердят безопасность новой технологии для человека, она способна расширить возможности ЭКО и дать шанс женщинам, потерявшим часть репродуктивной функции после лечения онкологического заболевания.

Во время классического экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) эмбриологи обычно используют ооциты, достигшие стадии метафазы II. Причина в том, что эти клетки считаются зрелыми, способными дать начало здоровому эмбриону.

Однако при пункции фолликулов — хирургической операции по извлечению созревших яйцеклеток из яичников — приблизительно 20-30 процентов этого биологического материала может оказаться незрелым и непригодным для немедленного оплодотворения. Обычно такие яйцеклетки либо «утилизируют», либо помещают в специальные питательные среды, где они дозревают до стадии метафазы II.

Правда, эффективность этого метода, получившего название in vitro maturation (IVM), остается ниже, чем у стандартного ЭКО. Часть незрелых яйцеклеток не удается довести до стадии зрелости, а те, которые созревают в лаборатории, в среднем обладают меньшим потенциалом развития и реже формируют эмбрионы, пригодные для дальнейшего использования. Из-за этих проблем подход IVM в клинической практике пока широко не применяется.

Пациентки с низким овариальным резервом особенно чувствительны к этой проблеме: у них за один цикл получают небольшое количество яйцеклеток, поэтому каждая зрелая клетка имеет большое значение для успеха ЭКО. Задача ученых — научиться превращать такие «неиспользуемые» яйцеклетки в полноценный источник эмбрионов.

Команда эмбриологов под руководством Хелен Пиктон (Helen Picton) из Лидского университета в Великобритании разработала новую систему культивирования, позволяющую доводить до зрелости очень незрелые ооциты — на более ранней стадии развития, чем обычно используют для IVM. Об этом ученые рассказали на конференции Европейского общества репродукции человека и эмбриологии, которая проходила в Лондоне. 

Авторы предыдущих исследований работали с клетками, которые уже были близки к созреванию. Пиктон и ее коллеги начали с гораздо более ранней стадии развития, что значительно сложнее. Проще говоря, работали на том этапе, когда клетке нужно не только завершить деление ядра, но и правильно сформировать цитоплазму и приобрести способность поддерживать развитие эмбриона. То есть решили взять очень ранние ооциты и провести их через весь путь развития до состояния, когда они станут подходящими для оплодотворения.

Ученые провели эксперимент, во время которого проверили, способны ли такие искусственно созревшие клетки не просто превратиться в эмбрионы в лабораторных условиях, а дать полноценное потомство. Для этого специалисты привлекли овец, поскольку их репродуктивная система достаточно похожа на человеческую по ключевым этапам созревания яйцеклетки, оплодотворения и раннего развития эмбриона. 

Пиктон с коллегами собрали из яичников овец десятки незрелых ооцитов, а затем поместили в питательную среду с набором репродуктивных гормонов и факторов роста, которая имитировала условия внутри яичника. В этом «коктейле» присутствовал фолликулостимулирующий гормон, который в организме регулирует рост фолликулов и созревание яйцеклеток. Задача заключалась в том, чтобы «дорастить» клетки до состояния зрелости, когда они смогут участвовать в оплодотворении. 

После созревания ооциты использовали в процедуре ЭКО: их оплодотворили в лаборатории, получили эмбрионы и перенесли 18 овцам. Приблизительно 60 процентов исходных ооцитов достигли стадии MII — состояния, в котором яйцеклетки способны к оплодотворению.

В начале 2024 года родилась первая здоровая самка. Затем, уже в 2026-м, на свет появились еще четыре ягненка. Более того, первая овца позже сама принесла двух здоровых детенышей. Этот факт говорит о том, что новая система может превращать практически непригодные для ЭКО ооциты в потенциальный источник эмбрионов.

Специалисты назвали результат важной вехой в развитии репродуктивных технологий. Новая методика потенциально может расширить число ооцитов, доступных для оплодотворения, за счет использования незрелых яйцеклеток. 

Если технология будет адаптирована для человека, а для этого потребуется пересмотреть концентрации гормонов и время культивирования с учетом особенностей человеческих ооцитов, она повысит шансы на получение жизнеспособного эмбриона, особенно у пациенток с небольшим запасом яйцеклеток. Но исследователи не рассматривают ее как замену стандартному ЭКО: скорее всего, она станет дополнительным инструментом для сложных случаев.

Правда, у технологии есть ограничения. Чтобы получить незрелые яйцеклетки, врачам приходится извлекать ткань яичника. Это требует более сложной процедуры по сравнению со стандартным забором зрелых ооцитов при ЭКО. Однако именно этот подход может оказаться особенно важным для сохранения фертильности после лечения онкологических заболеваний, когда многие женщины теряют возможность стать матерью. 

Химиотерапия и лучевая терапия могут уничтожить запас яйцеклеток и привести к бесплодию, поэтому врачи заранее сохраняют часть ткани яичника, содержащую тысячи ранних фолликулов с ооцитами. После завершения лечения эту ткань можно пересадить обратно, чтобы восстановить функцию яичника и дать возможность забеременеть. Но существует риск, что вместе с тканью в организм можно повторно перенести опухолевые клетки. 

Метод команды Пиктон позволяет обойти необходимость возвращать ткань яичника в организм. Теоретически можно было бы извлечь из сохраненной ткани незрелые яйцеклетки, довести их до зрелости в лаборатории, провести ЭКО и получить эмбрион — без пересадки потенциально опасного биологического материала. 

Теперь ученым предстоит проверить, удастся ли аналогичным способом вырастить полноценные человеческие яйцеклетки и безопасно оплодотворить их. Затем последуют первые клинические исследования. На получение всех необходимых разрешений и подтверждение безопасности может уйти до 10 лет. Если результаты оправдают ожидания, репродуктивная медицина получит еще один инструмент, который поможет людям стать родителями даже в самых сложных ситуациях.