Благодаря развитию ВРТ открылось множество новых возможностей в преодолении бесплодия. На данный момент с помощью вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ) на свет появилось уже более 5 000 000 детей и около 200 000 новых циклов выполняется ежегодно. Однако около 28% бесплодных пар сталкиваются с проблемой отсутствия половых клеток у одного или обоих партнеров по причине врожденных или приобретенных дефектов яичников или семенников, хирургической, медикаментозной или лучевой кастрации, а также возрастного истощения функции половых желез. Для таких пар в настоящее время есть только два способа стать родителями — усыновить приемного ребенка или воспользоваться программой донации половых клеток. Стать генетическими родителями при отсутствии собственных гамет можно только с помощью создания искусственных клеток, которые будут вести себя так же, как половые, и будут содержать ДНК потенциальных родителей.

Процесс образования половых клеток в живом организме протекает многоступенчато и зависит от множества факторов, поэтому и в условиях лаборатории получить гаметы не так просто. В настоящее время для этой цели в качестве основного источника клеток используют соматические и эмбриональные стволовые клетки. Соматические стволовые клетки способны к самовоспроизведению, имеют свою нишу — это вспомогательные зрелые клетки, обеспечивающие поддерживающую и метаболическую функции, которые могут дифференцироваться в ограниченное количество типов клеток. Эмбриональные стволовые клетки имеют гораздо больший потенциал к дифференцировке, в том числе показана возможность направленного преобразования таких клеток в гаметы.

Гаметы из эмбриональных стволовых клеток получают двумя способами. Первый способ — стимулирование спонтанной дифференцировки адгезивной культуры эмбриональных стволовых клеток, и в такой ситуации чаще образуются ооциты. Второй способ — эмбриональные стволовые клетки формируют в суспензионной культуре эмбриоидные тельца — трехмерные структуры, в которых плюрипотентные клетки могут дифференцироваться в клетки всех зародышевых листков, и из них удается получать сперматозоиды. В настоящее время в ряде экспериментов исследователям удалось получить половые клетки, сходные с естественными. Была попытка получения потомства у мышей из таких клеток, но новорожденные мышата вскоре погибли, по-видимому, из-за проблем с импринтингом.

В каких областях можно применять искусственные половые клетки?

— При создании достаточного количества половых клеток для проведения опытов без умерщвления самих животных, что повысит гуманность экспериментальной работы.

— Для создания линий универсальных донорских стволовых клеток.

— При лечении бесплодия, связанного с отсутствием собственных гамет.

Получение искусственных половых клеток in vitro может стать прорывом для репродуктивной медицины при преодолении бесплодия у пациентов с отсутствием собственных жизнеспособных гамет (см. сводную таблицу).