Использование стволовых клеток в лечении бесплодия
Данные Всемирной организации здравоохранения свидетельствуют о том, что бесплодием страдают до 15% пар репродуктивного возраста во всем мире. Текущие варианты лечения бесплодия включают гормональную стимуляцию, внутриматочную инсеминацию , экстракорпоральное оплодотворение и донорство гамет. Как для мужчин, так и для женщин, страдающих бесплодием, большинство вариантов лечения основаны на предположении, что оба партнера производят функциональные гаметы. Многочисленные факторы могут способствовать отсутствию функциональных гамет. Среди наиболее распространенных: генетические синдромы, медицинские методы лечения, такие как химиотерапия или лучевая терапия и иммунодепрессанты.
Кроме того, популярная концепция «биологических часов» у женщин основана на догмате о том, что женщины рождаются с фиксированным количеством яиц, и их организм после рождения не имеет возможности его увеличить. Этот принцип недавно был поставлен под сомнение, когда клетки, определенные как оогониальные стволовые клетки , были идентифицированы у нескольких млекопитающих, включая людей. Это тип взрослых стволовых клеток, таких как гематопоэтические, мезенхимальные или кожные .
Стволовые клетки способны заменить специализированные клетки нашего организма, когда они физиологически потреблены или повреждены. Они также обладают особой характеристикой производства как копий самих себя (самообновление), так и специализированных предшественников (дифференцировка) с каждым делением клетки . Благодаря этой характеристике стволовые клетки необходимы для поддержания тканей, которые подвергаются постоянному обороту, таких как кровь и кожа И действительно, у каждого из нас есть стволовые клетки, активные в наших телах.
Способность стволовых клеток заменять поврежденные клетки уже давно используется для лечения заболеваний и патологических состояний крови и иммунной системы или для регенерации гемопоэтической системы после лечения определенных типов рака.
На протяжении более 30 лет стволовые клетки кожи использовались для трансплантации кожи пациентам с тяжелыми ожогами на больших участках тела, лечение, которое обычно предназначается для пациентов с ожогами в серьезных угрожающих жизни ситуациях, проводится только в нескольких хорошо оборудованных клинических центрах.
В мезенхимальные стволовые клетки , МСК, по их идентификации в 70 – х годах в костном мозге , появились в ближайшее время, чтобы иметь огромный терапевтический потенциал, и до настоящего времени были изолированы в различных взрослых и эмбриональных тканей, таких как жировая ткань , в пуповинной пуповины, тем пульпа и эндометрий . На сегодняшний день существует 405 клинических испытаний, официально зарегистрированных на clinictrials.gov, в которых используются мезенхимальные стволовые клетки в качестве терапевтического средства, а 308 уже завершены. Большинство исследований находятся в фазе I / II для болезней сердца, иммунной и желудочно-кишечной системы, диабета, костно-хрящевые заболевания, инфекции, неврологические расстройства, рак и бесплодие.
При лечении бесплодия использование стволовых клеток может предсказать их дифференцировку в лабораторных условиях в ооцитах, что позволяет полностью гаметогенез in vitro. Другой возможностью для бесплодных пациентов, страдающих патологиями, такими как эндометриоз , синдром поликистозных яичников или преждевременная недостаточность яичников, является аутологичная трансплантация МСК.
Первый результат в отношении производства «искусственных» ооцитов – в 2011 году, когда японская группа доктора Сайту смогла повторить в лаборатории первый этап гаметогенеза у мышей, начиная с эмбриональных стволовых клеток или индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, получение первичных половых клеток . В своих последующих исследованиях исследователи из Университета Киото получили ооциты, которые в результате ЭКО дали здоровых щенков, суммируя весь процесс оогенеза in vitro. Следует подчеркнуть, что, несмотря на эти превосходные результаты у мышей, степень успеха всего гаметогенеза и процесса оплодотворения in vitro очень низкая.
Затем был принят тот же протокол для получения человеческих ооцитов, и доктор Сайту получил клетки в некоторых отношениях, сходные с ооцитами, но сегодня не было возможности эффективно получить функциональные женские женские гаметы в лаборатории.
Перспектива генерирования ооцитов из стволовых клеток может гарантировать пациентам, которые сталкиваются с путем сохранения фертильности или вспомогательной репродукции, большую независимость и свободу выбора, которая часто сильно ограничена во времени.
Трансплантация аутологичных стволовых клеток является областью, которая также широко развита в области репродукции. До настоящего времени было проведено множество исследований на мышиной модели, которая воспроизводит, например, эндометриоз, синдром поликистозных яичников или преждевременную недостаточность яичников, вызванную химиотерапией. В этих моделях МСК костного мозга или жировой ткани трансплантируют мышам и затем оценивают их репродуктивную способность. Эти исследования в настоящее время показали неэффективность терапии в случаях эндометриоза. Напротив, в прошлом году исследование группы IVI профессора Пелликера показало, что трансплантация у женщин с плохой репродуктивной способностью МСК из жировой ткани способствует увеличению числа антральных фолликулов. стимулирует и яйцеклетку, облегчая беременность таким пациентам.
В этих исследованиях по трансплантации подчеркивается, что стволовые клетки осуществляют свою регенерационную способность, не дифференцируясь непосредственно в ооциты, но, вероятно, положительно влияя на окружающую среду. Фактически, основным механизмом, посредством которого мезенхимные клетки проявляют свою регенерационную способность, в настоящее время считается высвобождение факторов роста и цитокинов. которые модулируют иммунный ответ, уменьшая воспаление. Кроме того, MSCs выделяют факторы, называемые «трофическими», которые способствуют регенерации. Это аспект, который мы оцениваем в нашей лаборатории в Tor Vergata, в Департаменте биомедицины и профилактики, на мышиной модели преждевременной недостаточности яичников. Наши результаты, представленные на конференции ESHRE в июле 2019 года, показывают, что инфузия на уровне яичников может быть необязательной, как это было в группе IVI, но что внутривенная инфузия стволовых клеток из жировой ткани достаточна для блокирования повреждения, вызванного лечением химиотерапия и способствуют восстановлению яичниковой ниши.
На сегодняшний день использование человеческих стволовых клеток в репродукции имеет несколько технических ограничений, но также вызывает важные этические дебаты. Разрыв между животными моделями и людьми велик, и гораздо более широкий уровень понимания процесса гаметогенеза и фолликогенеза может быть переведен на людей. Наша способность оценивать качество искусственных или MSC-защищенных ооцитов в долгосрочной перспективе во многом зависит от наших знаний о человеческих ооцитах. Однако ограниченный доступ к исследованиям на яйцеклетках человека остается непреодолимым препятствием для познания ооцитов, происходящих из стволовых клеток.
В будущем использование ооцитов, полученных из стволовых клеток, если таковые когда-либо появятся, еще предстоит пройти долгий путь, прежде чем его можно будет рассматривать в качестве терапевтического подхода к здоровью человека.
Вместо этого, использование факторов, продуцируемых и высвобождаемых стволовыми клетками, имеет большие перспективы и терапевтический потенциал, поскольку они не подвержены этическим ограничениям и их легче оценить.