Οι επιστήμονες ανακοίνωσαν ότι έχουν αναπτύξει τεχνητούς όρχεις, μια εξέλιξη που ισχυρίζονται ότι θα μπορούσε να βοηθήσει στη θεραπεία της υπογονιμότητας στους άνδρες.
Αυτοί οι όρχεις που έχουν αναπτυχθεί στο εργαστήριο δεν είναι ακόμη πλήρως λειτουργικά όργανα που παράγουν σπέρμα, αλλά μοιράζονται πολλές από τις ίδιες δομές και γενετικά χαρακτηριστικά με τα φυσικά. Αυτό θα επιτρέψει στους επιστήμονες να διερευνήσουν προβλήματα γονιμότητας στους άνδρες και πιθανώς να τα αντιμετωπίσουν με την παραγωγή τεχνητού σπέρματος.
Επιπλέον, η επιστήμονας που ηγήθηκε της εργασίας, που δημοσιεύτηκε στο International Journal of Biological Sciences, είπε στη Daily Mail ότι πιστεύει πως αυτοί οι τεχνητοί όρχεις μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μελέτη των επιδράσεων διαφορετικών τοξινών στη λειτουργία των όρχεων.
Η ανδρική υπογονιμότητα και οι στόχοι της νέας μελέτης
Όλο και περισσότερο, η επιστημονική έρευνα προτείνει ότι οι περιβαλλοντικοί ρύποι, από τα τρόφιμα μέχρι τα παιδικά παιχνίδια επηρεάζουν την ανδρική γονιμότητα και πολλοί πιστεύουν ότι η αύξηση αυτών των χημικών τροφοδοτεί εν μέρει το πρόβλημα της υπογονιμότητας.
Επίσης, η τεχνική που χρησιμοποιήθηκε για την ανάπτυξη αυτών των τεχνητών όρχεων θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιζώντες από καρκίνο της παιδικής ηλικίας να αποκτήσουν δικά τους παιδιά εάν η χημειοθεραπεία τους αφήσει στείρους.
«Σκοπεύουμε να δημιουργήσουμε οργανοειδή ανθρώπινων όρχεων και να διερευνήσουμε αν μπορεί να δημιουργηθεί σπέρμα εκεί», δήλωσε η επικεφαλής ερευνήτρια Nitzan Gonen από το Πανεπιστήμιο Bar Ilan στο Ισραήλ.
Τα τεχνητά σπερματοζωάρια θα έχουν πιθανώς πιστά αντίγραφα του DNA ενός άνδρα, επειδή αναπτύχθηκαν από τα δικά του βλαστοκύτταρα.
Τα προβλήματα γονιμότητας επηρεάζουν το 10 έως 15% των ανδρών και η ανδρική υπογονιμότητα παίζει τουλάχιστον μερικό ρόλο στις μισές περιπτώσεις ζευγαριών που αποτυγχάνουν να συλλάβουν. Αλλά είναι δύσκολο για τους επιστήμονες να μελετήσουν τους λόγους πίσω από την ανδρική υπογονιμότητα, καθώς δεν υπάρχει επί του παρόντος εργαστηριακό μοντέλο για τη μελέτη των όρχεων.
Οι τεχνητοί όρχεις διευκολύνουν τη μελέτη του προβλήματος
Εκεί μπαίνουν αυτά τα οργανοειδή, μικροσκοπικά τρισδιάστατα μοντέλα όρχεων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μελέτη του πραγματικού οργάνου. Στο παρελθόν, οι επιστήμονες βασίζονταν σε δεδομένα που συλλέχθηκαν από όρχεις νεκρών, οι οποίοι δεν προσφέρουν τις ίδιες γνώσεις με αυτά τα οργανοειδή, τα οποία δεν είναι ζωντανά, αλλά αναπτύσσονται συνεχώς σαν να ήταν.
Οι τεχνητοί όρχεις σε αυτή τη μελέτη ξεκίνησαν ως δείγματα βλαστοκυττάρων που ελήφθησαν από όρχεις νεογέννητου ή εμβρύου ποντικού. Τα βλαστοκύτταρα έχουν τη δυνατότητα να εξελιχθούν σε οποιονδήποτε από τους πολλούς τύπους κυττάρων του σώματος -συμπεριλαμβανομένου του εγκεφάλου, των μυών, του δέρματος και των όρχεων.
Για να αναπτυχθούν οι όρχεις, η ομάδα του Δρ. Gonen τοποθέτησε αυτά τα δείγματα βλαστοκυττάρων σε εργαστηριακά πιάτα και τα ώθησε να αναπτυχθούν στους διαφορετικούς τύπους κυττάρων που αποτελούν τους όρχεις του ποντικιού. Εκεί μεγάλωσαν για αρκετές εβδομάδες και οι επιστήμονες τα εξέταζαν περιοδικά για να δουν αν έμοιαζαν με όρχεις ποντικιού που είχαν αναπτυχθεί φυσικά.
Το αποτέλεσμα δεν είναι ακριβώς όρχεις, αλλά μάλλον δομές που ονομάζονται «οργανοειδή των όρχεων», που σημαίνει μικρές εκδοχές των οργάνων που περιέχουν τους ίδιους τύπους κυττάρων με τα αρχικά και συμπεριφέρονται παρόμοια. Τα οργανοειδή μοιάζουν πολύ με όργανα στο εμβρυϊκό στάδιο ανάπτυξης, σύμφωνα με την Δρ. Gonen.
Τι ανακάλυψαν οι επιστήμονες
Μετά από οκτώ ή περισσότερες εβδομάδες, τα οργανοειδή των όρχεων έδειξαν σημάδια ότι εισέρχονταν σε μείωση, το στάδιο στον κύκλο ζωής των όρχεων όταν παράγουν σπερματοζωάρια. Οι όρχεις αποτελούνται από έναν αριθμό διαφορετικών τύπων κυττάρων που εξυπηρετούν πολλαπλές λειτουργίες, συμπεριλαμβανομένης της παραγωγής σπέρματος και της έκκρισης ορμονών.
Το σημαντικότερο ήταν ότι ανακάλυψαν ότι τα οργανοειδή των όρχεων μπορούσαν να αναπτυχθούν από νεογέννητα ή εμβρυϊκά ποντίκια, αλλά όχι από ενήλικα. Εξετάζοντας τα οργανοειδή, η Δρ. Gonen και η ομάδα της παρατήρησαν ότι περιείχαν μερικές από τις βασικές δομές για τη φυσιολογική λειτουργία των όρχεων: σωληνάρια, γεννητικά κύτταρα και κύτταρα Sertoli.
Τα σωληνάρια μεταφέρουν σπέρμα, τα γεννητικά κύτταρα παράγουν τα σπερματοζωάρια και τα κύτταρα Sertoli βοηθούν στο σχηματισμό των σωληναρίων. Όλα αυτά υπήρχαν στα οργανοειδή των όρχεων.
«Δεν μπορούμε ακόμα να πούμε με βεβαιότητα εάν τα οργανοειδή μας επιτρέπουν την πλήρη παραγωγή σπέρματος στο πιάτο, αλλά είδαμε σημάδια ότι τα γεννητικά κύτταρα στα οργανοειδή που δημιουργήσαμε εισέρχονται στη μείωση», είπε η Δρ. Gonen. Μείωση είναι η διαδικασία με την οποία τα σπερματοζωάρια μειώνουν στο μισό το DNA τους για να προετοιμαστούν για τη γονιμοποίηση ενός ωαρίου.
«Εργαζόμαστε τώρα για να καταλάβουμε καλύτερα αν καταφέραμε να παράγουμε σπέρμα», πρόσθεσε η ερευνήτρια. Η ομάδα εργάζεται τώρα για να ανακαλύψει εάν αυτά τα οργανοειδή μπορούν πραγματικά να παράγουν σπερματοζωάρια -και αν μπορούν να παράγουν ορμόνες φύλου όπως η τεστοστερόνη.
Σκοπεύουν επίσης να δουν αν μπορούν να αναπτύξουν παρόμοιους τεχνητούς όρχεις από βιοψίες που λαμβάνονται από αγόρια στην προεφηβεία που πρόκειται να υποβληθούν σε χημειοθεραπεία. Η Δρ.Gonen είπε ότι αυτή και η ομάδα της θέλουν επίσης να αναπτύξουν πλήρως τεχνητούς όρχεις από βλαστοκύτταρα, όχι μόνο από κύτταρα όρχεων.