Фертильность мышей после химиотерапии восстановили с помощью индуцированных плюрипотентных стволовых клеток

Несмотря на развитие вспомогательных репродуктивных технологий (ART), существует не так много вариантов преодоления бесплодия для женщин репродуктивного возраста, прошедших химиотерапию гонадотоксическими препаратами, а также женщин с преждевременной недостаточностью яичников (ПНЯ). Для сохранения фертильности обычно применяют криоконсервацию ооцитов либо эмбрионов. К сожалению, такую процедуру перед химиотерапией проводят не всем, а ее эффективность не достигает желаемых показателей.

Кроме того, ПНЯ приводит к недостаточности эстрогенов, из-за чего пациентки страдают от потери костной массы, сексуальной дисфункции и более высоких рисков развития сердечно-сосудистых заболеваний. Для коррекции используют гормональную заместительную терапию, однако данных о последствиях ее длительного применения недостаточно, что вызывает опасения относительно развития вторичных новообразований. Разрабатываются новые подходы к лечению, в том числе представленный исследователями из Гарвардской медицинской школы клеточный подход с использованием индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPSC), полученных из гранулезных клеток мышей (mGriPSC). В новой работе ученые продемонстрировали эффективность новой методики на мышах.

Сначала они пометили mGriPSC зеленым флуоресцентным белком для их дальнейшего отслеживания и культивировали клетки в среде, содержащей фолликулярную жидкость человека (HFF). Это способствовало дифференцировке iPSC в стероидогенные и репродуктивные клетки яичников.

С помощью методики сортировки клеток с активированной флуоресценцией (FACS) были выделены клетки, экспрессировавшие рецептор антимюллерового гормона 2 (AMHR2). Наличие этого маркера гарантировало состояние терминальной дифференцировки mGriPSC в клетки яичника. По результатам ИФА и иммуноцитохимии клетки до сортировки и после были способны продуцировать эстрадиол и прогестерон, а также экспрессировали антигены яичников AMHR2, CYP19A1 и GJA1.

Внутримышечное введение несортированных и сортированных клеток субфертильным мышам, прошедшим химиотерапию, показало, что в обоих случаях восстанавливались физиологические уровни эстрогена, однако несортированные клетки приводили к развитию тератом.

Далее дифференцированные mGriPSC хирургически трансплантировали в яичники субфертильных мышей, подвергшихся гонадотоксичной химиотерапии алкилирующими агентами. В результате у мышей восстанавливались функции яичников, на что указывало увеличение выработки эстрогена. После трансплантации мышей стимулировали гонадотропинами, индуцирующими развитие ооцитов, затем извлекали их и анализировали. Флуоресцентная микроскопия зрелых ооцитов показала, что они экспрессируют зеленый флуоресцентный белок, которым клетки метили в начале исследования. Его экспрессия in situ и ex vivo в стволовых клетках мышей, которым пересадили mGriPSC, указывала на образование ткани яичника и самих ооцитов de novo. Кроме того, ооциты активировались под действием ионофоров кальция и успешно оплодотворялись in vitro.

В следующей части эксперимента субфертильным мышам, не прошедшим химиотерапию, делали инъекцию AMHR2+ mGriPSC и скрещивали их с мышами дикого типа. В результате получали плодовитое потомство. Анализ морфологии эмбрионов и детенышей показал их нормальное развитие и фертильность.

Дальнейшее отслеживание линии мышей с использованием анализа экспрессии флуоресцентного белка и коротких тандемных повторов подтвердило способность iPSC стимулировать неогаметогенез и образование тканей яичников у потомства.

Таким образом, исследователи продемонстрировали эффективность iPSC в восстановлении эндокринной и репродуктивной функции яичников при преждевременной их дисфункции.

Как вырастить яйцеклетку из хвоста самца