În 2007, un grup de cercetători a raportat o descoperire surprinzătoare: Aceștia au creat celule asemănătoare spermatozoizilor din celule stem prelevate din măduva osoasă a bărbaților umani. Doi ani mai târziu, însă, studiul a fost retras din cauza acuzațiilor de plagiat. Treisprezece ani mai târziu, capacitatea de a crea spermatozoizi umani funcționali din celule stem rămâne evazivă.
Cercetătorii au încercat să afle cum să creeze gameți umani funcționali – ovule și spermatozoizi – din celule stem timp de 20 sau 30 de ani, spune Vittorio Sebastiano, un biolog de celule stem de la Universitatea Stanford, ale cărui cercetări se concentrează pe biologia reproducerii. Realizarea acestui lucru ar ajuta persoanele care se luptă cu infertilitatea să aibă copii și i-ar ajuta pe oamenii de știință să deslușească secretele dezvoltării umane. Din 2007, oamenii de știință au făcut progrese considerabile pe acest front, creând pui de șoarece sănătoși din gameți generați de celule stem și chiar din ovule umane imature. Dar mai este încă un drum lung înainte ca oamenii de știință să fie capabili să transforme pielea sau măduva osoasă în bebeluși.
„Încercăm să găsim cu adevărat modalități de a genera în mod eficient, robust celule germinale care pot fi, pe termen scurt, folosite pentru a înțelege biologia acestor concepte, dar pe termen lung capabile să restabilească fertilitatea”, spune Sebastiano.
Când s-a născut primul copil conceput prin fertilizare in vitro (FIV), în 1978, a fost un pas important pentru știința reproducerii și un precursor al cercetărilor pe celule stem conduse de Sebastiano și alții astăzi, spune el. Dar FIV nu este o opțiune pentru fiecare persoană sau cuplu care încearcă să aibă un copil biologic, inclusiv pentru cei care se nasc fără gameți sau care primesc tratamente agresive împotriva cancerului la o vârstă fragedă. Această tehnică științifică le-ar oferi acestor persoane o nouă șansă la reproducere.
Următorul pas major a venit în anii 2000, odată cu crearea celulelor stem pluripotente induse (iPSC). Aceste celule sunt prelevate din celule de sânge sau de piele și reprogramate pentru a se comporta ca niște celule embrionare, care au capacitatea de a se dezvolta în orice tip de celulă din organism. De atunci, cercetătorii au încercat să afle cum să transforme aceste celule asemănătoare celulelor embrionare în spermatozoizi și ovule funcționale.
Cercetarea elementelor de bază
O parte din ceea ce a făcut ca această lucrare să fie atât de dificilă este faptul că oamenii de știință nu au reușit să înțeleagă pe deplin ce se întâmplă într-un embrion uman în timpul dezvoltării normale, spune Sebastiano. Oamenii de știință înțeleg acest proces la șoareci, deoarece rozătoarele sunt ușor de studiat în laborator. Dar restricțiile etice și factorii tehnici (cum ar fi accesul la embrioni la momentul potrivit) fac ca acest fenomen să fie greu de studiat la oameni, spune el.
În ciuda piedicilor, oamenii de știință au făcut progrese semnificative în ultimii 10 ani. În 2012, un grup de cercetători din Japonia a creat ovule fertile de șoarece din iPSC-uri și a folosit aceste ovule pentru a reproduce pui de șoarece sănătoși. „La șoarece, întregul cerc a fost deja încheiat”, spune Sebastiano. „Acum a fost demonstrat de câteva grupuri din Marea Britanie și din Japonia că puteți genera celule asemănătoare cu cele embrionare de la șoareci și apoi puteți împinge efectiv aceste celule să devină ovule sau spermatozoizi, complet funcționale.”
În 2018, același grup de oameni de știință japonezi a făcut o altă descoperire majoră. Folosind celule sanguine umane și tehnica celulelor stem pluripotente, au reușit să producă ovule umane imature.
Eforturile similare de a crea spermă nu sunt la fel de avansate, spune Sebastiano. Mai multe eforturi de-a lungul anilor au pretins să creeze celule asemănătoare spermatozoizilor, inclusiv studiul din 2007 privind măduva de sânge. Un studiu foarte mediatizat publicat în 2014 a fost, de asemenea, o știre importantă, dar Sebastiano spune că dezvoltarea celulelor din acel studiu nu a depășit cu mult stadiile incipiente de diferențiere.
„Dar, lucrăm activ la acest lucru”, spune Sebastiano. „Probabil că în următorii câțiva ani vom fi capabili să generăm spermatozoizi și ovocite complet funcționale”. Apoi, întrebarea va fi cum vor testa oamenii de știință calitatea acestor gameți, spune el.
Testarea ciclului de viață
Singura modalitate de a evalua pe deplin calitatea și funcționalitatea unui spermatozoid sau a unui ovul este de a-l folosi pentru, ei bine, a încerca să fertilizeze un alt gameți și să producă un copil. De aceea, această muncă trebuie abordată cu cea mai mare atenție, spune Sebastiano. El presupune că, odată ce oamenii de știință vor fi dezvoltat tehnici care, în opinia lor, produc ovocite și spermatozoizi umani maturi, următorul pas va fi testarea acestor tehnici pe primate. În acest fel, cercetătorii pot urmări întreaga viață a animalelor individuale produse prin această tehnică pentru a vedea dacă apar probleme neașteptate, spune el.
Sebastiano nu are nicio îndoială că, într-o zi, aceste celule stem ar putea ajuta persoanele care se luptă cu infertilitatea să producă copii sănătoși. Acest lucru, împreună cu fascinația față de dezvoltarea biologică, este ceea ce motivează munca lui Sebastiano. Există, bineînțeles, și considerente etice semnificative care trebuie luate în considerare cu atenție. Această tehnică are potențialul de a afecta viața umană la nivel generațional, notează el. Și mulți oameni își exprimă, de asemenea, îngrijorarea cu privire la alte consecințe viitoare, cum ar fi capacitatea de a crea „bebeluși de designer” sau de a produce urmași din fire de păr furate de la celebrități nesperate. Experții în bioetică au scris despre necesitatea de a începe să rezolve problemele medicale și juridice legate de această tehnică acum, înainte ca ea să fie viabilă.
„Există de fapt o nevoie de a dezvolta acest lucru, dar din moment ce avem într-adevăr de-a face cu un tip de celule foarte unic … trebuie să fim precauți”, spune Sebastiano.
.