Клетки яичек крысы производят жизнеспособные сперматозоиды после 23 лет заморозки

Криоконсервированную ткань яичка крысы можно реимплантировать спустя более чем 20 лет заморозки, и она будет производить сперматозоиды. Но фертильность таких клеток ниже, чем у клеток, замороженных на несколько месяцев. Авторы исследования считают, что полученные результаты в будущем помогут сохранить фертильность мальчиков препубертатного возраста, перенесших терапию рака.

Изображение
Поперечный срез яичка бесплодной мыши с трансплантированными клетками крысы.

Credit:
Eoin Whelan, Whelan et al., 2022, PLOS Biology, CC-BY 4.0 | Пресс-релиз

Рак у детей лечится все успешнее, но у мальчиков терапия зачастую приводит к бесплодию или недостаточной фертильности в будущем. У таких пациентов перед лечением берут образец ткани яичка со сперматогониальными стволовыми клетки (ССК) и замораживают его. Предполагается, что в будущем технологии позволят разморозить и повторно ввести эти стволовые клетки в яички, чтобы восстановить сперматогенез.

ССК дифференцируются во все типы половых клеток, включая зрелые сперматозоиды, и после трансплантации могут возобновлять сперматогенез в бесплодном яичке. Авторы нового исследования хотели выяснить, как долго замороженные ССК остаются жизнеспособными. Для этого они изучили клетки крысы, которые были заморожены в их лаборатории более 23 лет назад.

С помощью РНК-секвенирования единичных клеток исследователи сравнили давно замороженные ССК с замороженными на несколько месяцев и свежесобранными клетками. Все клетки принадлежали особям из одной колонии крыс, живущей в лаборатории несколько десятилетий. Транскриптомы клеток после долговременной и краткосрочной заморозки были похожи между собой, но отличались от транскриптомов свежих клеток. Изменения в экспрессии были связаны с повреждением и шоком клеток после заморозки. Кроме того, среди длительно замороженных клеток было больше недифференцированных.

Затем эти клетки ученые трансплантировали мышам-реципиентам. Оказалось, что все клетки способны колонизировать яички мышей и дифференцироваться во все типы зародышевых клеток. Длительно замороженные клетки образовали значительно меньше колоний — это значит, что выжили не все клетки или они теряли способность к колонизации после долгой заморозки. Зрелых сперматозоидов такие клетки также генерировали меньше.

По сравнению со свежевыделенными клетками или клетками, которые были в заморозке не так долго, длительно замороженные клетки дифференцируются менее эффективно и производят меньше сперматид, из которых затем получаются сперматозоиды.

Еще одно РНК-секвенирование ученые провели уже после трансплантации. Различия в экспрессии генов в клетках, подвергшихся кратковременной и длительной заморозке, стали более выраженными.

Авторы отмечают, что продолжительность замораживания может сильно повлиять на способность клеток к дифференцировке, но это становится понятно только после того, как ткань начинает регенерировать. Перед любым клиническим использованием клеток после криоконсервации необходимо тщательно исследовать их жизнеспособность и фертильность, чтобы реимплантация не прошла зря.

Однако факт, что ССК вообще сохраняют жизнеспособность спустя столько лет заморозки, очень важен и может помочь сохранить фертильность мальчиков препубертатного возраста, лечившихся от рака.

Источник

Whelan E., et al. Reestablishment of spermatogenesis after more than 20 years of cryopreservation of rat spermatogonial stem cells reveals an important impact in differentiation capacity // PLOS Biology, published May 10, 2022, DOI: 10.1371/journal.pbio.3001618

Добавить в избранное

Вам будет интересно