Žmogaus kraujo ląstelės laboratorijoje perprogramuotos į ankstyvąsias lytines ląsteles
Tarptautinė mokslininkų grupė žmogaus kraujo ląsteles perprogramavo į indukuotas pluripotentines kamienines ląsteles, galinčias virsti įvairių rūšių organizmo ląstelėmis. Tyrėjai, naudodami tam tikrus cheminius signalus, nukreipė jų vystymąsi į pirmykštes lytines ląsteles – ankstyvuosius ląstelių pirmtakus, iš kurių natūraliomis sąlygomis vėliau formuojasi kiaušialąstės arba spermatozoidai.
Eksperimentuose taip pat naudotos rezus makakų jungiamojo audinio ląstelės. Žmogaus ir makakų ląstelių palyginimas buvo svarbus todėl, kad primatų lytinių ląstelių vystymasis struktūriniu ir molekuliniu požiūriu skiriasi nuo graužikų, kuriais iki šiol dažnai remtasi tiriant spermatogenezę.
Tyrimo rezultatai paskelbti recenzuojamame žurnale „Cell Stem Cell“. Darbo autoriai Eoinas C. Whelanas, Mingyue Guo, Ryo Yokomizo ir jų kolegos pristatė metodą, leidžiantį iš žmogaus bei nežmoginių primatų pluripotentinių kamieninių ląstelių išauginti spermatogonijas – nesubrendusias vyriškąsias lytines ląsteles, iš kurių sėklidėse formuojasi spermatozoidai.
Laboratorijoje sukurtas miniatiūrinės sėklidės modelis pats suformavo sėklinius kanalėlius
Vien cheminių signalų nepakako, nes ankstyvosios lytinės ląstelės negali normaliai vystytis be jas palaikančios aplinkos. Mokslininkai žmogaus arba makakų ląsteles sujungė su vaisiaus stadijos pelių sėklidžių pagalbinėmis ląstelėmis. Šis mišinys savaime susiorganizavo į trimatę struktūrą, kurią tyrėjai pavadino ksenogenine atkurta sėklide.
Struktūros viduje pradėjo formuotis į sėklinius kanalėlius panašūs dariniai. Natūraliose sėklidėse būtent šiuose vingiuotuose kanalėliuose vyksta spermatozoidų gamyba, todėl jų atsiradimas laboratoriniame modelyje parodė, kad ląstelės geba atkurti bent dalį tikrojo organo mikroaplinkos.
Kad dariniai išliktų gyvybingi ilgiau, jie buvo persodinti ant imuninės sistemos neturinčių pelių inkstų. Ten laboratorinės „mini sėklidės“ gaudavo kraujo ir galėjo vystytis nuo aštuonių iki devynių mėnesių – gerokai ilgiau, nei tokios struktūros paprastai išgyventų įprastame ląstelių kultūros inde.
Tyrėjai išaugino spermatogonijas, tačiau funkcinių spermatozoidų dar nesukūrė
Svarbiausias eksperimento rezultatas buvo sėkmingai išaugintos žmogaus lytinės ląstelės ir pirmą kartą iš kamieninių ląstelių gautos makakų spermatogonijos. Jų išvaizda ir genų aktyvumo modeliai buvo lyginami su natūraliai žmogaus bei primatų organizme susidarančiomis ląstelėmis. Kai kuriais vertinimo būdais laboratorinės makakų ląstelės su natūraliomis buvo panašios iki 97 procentų.
Vis dėlto šios ląstelės dar nėra spermatozoidai. Jos nebuvo praėjusios viso sudėtingo dalijimosi ir brendimo proceso, nebuvo išauginusios uodegėlių ir negalėjo apvaisinti kiaušialąstės. Mančesterio universiteto andrologijos profesorius Allanas Pacey pabrėžė, kad mokslininkai sukūrė tik ankstyvąsias spermos gamybos stadijas, todėl teiginys apie laboratorijoje pagamintą žmogaus spermą būtų klaidinantis.
Tyrėjai nustatė, kad baltymai NANOS3 ir DND1 padėjo išlaikyti lytinių ląstelių gyvybingumą ir neleido joms nukrypti į kitų audinių vystymosi kryptį. Eksperimentai taip pat parodė, kad retinoinė rūgštis, susijusi su vitaminu A, veikė kaip signalas, skatinantis pradėti tolesnį ląstelių brendimą.
Naujas modelis gali padėti išsiaiškinti iki šiol sunkiai tiriamas vyrų nevaisingumo priežastis
Viena vyrų nevaisingumo priežasčių yra sutrikęs lytinių ląstelių vystymasis, kai sėklidėse nepagaminama pakankamai spermatozoidų arba jie visai nesusiformuoja. Šiuos procesus sudėtinga tirti, nes žmogaus reprodukcinių ląstelių brendimas trunka ilgai, o laboratoriniai graužikų modeliai nevisiškai atspindi primatų biologiją.
Naujasis miniatiūrinės sėklidės modelis suteikia galimybę stebėti, kaip žmogaus ląstelės pereina ankstyvuosius vystymosi etapus, kokie genai ir baltymai valdo šį procesą bei kuriame taške jis gali sutrikti. Tokia sistema galėtų būti naudojama tiriant genetines nevaisingumo priežastis, vertinant vaistų poveikį ir ieškant būdų atkurti sutrikusią spermatogenezę.
Modelis taip pat leistų potencialius gydymo metodus pirmiausia išbandyti laboratorijoje, prieš pereinant prie tyrimų su žmonėmis. Tačiau pačioje sistemoje naudojamos žmogaus arba primatų ląstelės, pelių sėklidžių audinys ir gyvos pelės, todėl dabartinis metodas yra pernelyg sudėtingas ir netinkamas tiesiogiai taikyti klinikose.
Iki nevaisingumo gydymo laboratorine sperma dar lieka dideli saugumo ir teisės barjerai
Kitas mokslininkų tikslas būtų paskatinti spermatogonijas pereiti mejozę – ląstelių dalijimosi procesą, per kurį chromosomų skaičius sumažėja perpus. Tik po šio etapo ir vėlesnio brendimo galėtų susiformuoti spermatozoidams būdingą genetinę sandarą, galvutę ir uodegėlę turinčios ląstelės. Dabartinis tyrimas šios ribos neperžengė.
Net laboratorijoje gavus judrius spermatozoidus, reikėtų išsamiai patikrinti jų chromosomas, genetines mutacijas ir epigenetinius žymenis. Lytinės ląstelės perduoda genetinę informaciją kitai kartai, todėl nepastebėta klaida galėtų paveikti ne vien pacientą, bet ir iš tokios ląstelės pradėtą vaiką bei galimas vėlesnes kartas.
Klinikinį naudojimą ribotų ir teisė. Pavyzdžiui, Jungtinėje Karalystėje laboratorijoje iš kamieninių ląstelių išaugintų spermatozoidų nebūtų galima naudoti vaisingumo procedūrose nepakeitus galiojančių teisės aktų. Prieš svarstant bandymus su žmonėmis taip pat reikėtų sukaupti daug daugiau duomenų apie metodo patikimumą, genetinį saugumą ir pagrįstą medicininį poreikį.
Laboratorinės spermos perspektyva gali pakeisti reprodukcinę mediciną, tačiau proveržis dar nėra pasiektas
Jeigu ateityje būtų išmokta saugiai išauginti funkcinius spermatozoidus, ši technologija galėtų padėti daliai vyrų, kurių organizme spermatozoidai nesusidaro dėl vystymosi sutrikimų, genetinių ligų arba ankstesnio vėžio gydymo. Teoriškai paciento kraujo ar odos ląstelės galėtų būti perprogramuotos, o iš jų išaugintos genetiškai tam pačiam žmogui priklausančios lytinės ląstelės.
Tačiau naujasis darbas pirmiausia svarbus kaip tyrimų modelis. Jis leidžia laboratorijoje atkurti dalį žmogaus ir kitų primatų spermos gamybos pradžios, kurios iki šiol nebuvo galima patikimai stebėti. Tai gali padėti atsakyti, kodėl kai kurių vyrų lytinės ląstelės sustoja ankstyvoje vystymosi stadijoje.
Mokslininkai priartėjo prie vieno sudėtingiausių reprodukcinės biologijos tikslų, tačiau laboratorijoje užaugintas pirmtakas dar nėra laboratorijoje užauginta sperma. Dabartinis rezultatas žymi reikšmingą etapą ilgame kelyje, kurio pabaigoje dar laukia ląstelių subrandinimas, funkcionalumo įrodymas, genetinio saugumo patikra ir visuomeninis sprendimas, kokiomis aplinkybėmis tokią technologiją būtų galima naudoti.
Šaltiniai
Medical Xpress. (2026). A step toward lab-grown sperm: Scientists turn stem cells into early sperm cells in a mini-testis
https://medicalxpress.com/news/2026-07-labgrown-sperm-scientists-stem-cells.html
Eoin C. Whelan ir kt. (2026). Generation of spermatogonia from human and non-human primate pluripotent stem cells
https://doi.org/10.1016/j.stem.2026.06.001
Nature. (2026). Lab-grown sperm: scientists inch closer to fertility breakthrough
https://www.nature.com/articles/d41586-026-02172-6
