Мужской фактор. Почему снижается качество спермы и как остановить этот процесс?

В 2016 году в Киотском университете ученым удалось создать искусственную сперму из клеток кожи взрослых особей мышей. Эта сперма смогла оплодотворить яйцеклетку мыши. На первый взгляд потомство показалось здоровым. Сообщается, что в настоящее время ученые пытаются преобразовать стволовые клетки человека в сперму и яйцеклетки. Во многом это напоминает соревнование. В 2014 году ученые из Стэндфордского университета преобразовали клетки кожи бесплодных мужчин в стволовые, которые могли развиться в том числе и в сперматозоиды. При трансплантации в яички мышей они превратились в половые клетки, а не в полноценные сперматозоиды. Все эти результаты были представлены как эпохальные, что, вероятно, разочаровало британских ученых, изучающих стволовые клетки, которые сообщили о создании искусственной спермы уже в 2009 году. Они манипулировали стволовыми клетками для разделения хромосом, после чего те сформировали хвост и стали сперматозоидами. Учёные отметили, что рождение детей с применением искусственной спермы по закону запрещено, но выразили надежду, что в будущем этот метод пригодится бесплодным мужчинам.

В действительности именно японские биологи Синъя Яманака и Кадзутоси Такахаси в 2007 году впервые показали, как клетку кожи превратить в стволовую, которую, в свою очередь, можно преобразовать в другие виды клеток. Их работа рассматривалась как настоящий прорыв: она позволяет вне тела выращивать жизненно важные органы, такие как почки и поджелудочная железа. Принципиально то, что японские ученые не обнаружили никаких препятствий для получения сперматозоидов и яйцеклеток таким способом. В 2011 году Митинори Сайто с командой коллег из Киотского университета смогли подтвердить это, оплодотворив мышь сперматозоидами, созданными из клеток кожи взрослой особи, и констатировав, что в результате получились жизнеспособные здоровые мышата.

Как было сказано в начале книги, примерно в половине случаев причина вынужденной бездетности пары – женский фактор. Вопрос в том, какая польза нам от подвижных искусственных сперматозоидов, созданных из клеток кожи, если яйцеклетка все равно не может быть оплодотворена. Таким образом, многие с радостью восприняли новость от ученых из Университета Бата. Они заявили, что в будущем станет возможным создавать детей без участия яйцеклеток. По их словам, решение этой проблемы находится в далеком будущем, но опыты на мышах доказали возможность создавать мышат, обманув сперматозоиды и заставив их оплодотворить то, что они станут воспринимать как яйцеклетку, в то время как на самом деле они дали начало псевдоэмбриону. Оказалось, что мыши, зачатые подобным образом, живут столько же, сколько и другие, а детеныши у них самих рождаются здоровыми. У фальшивых яйцеклеток много общего с клетками кожи. «Мы впервые доказали, что можно создавать потомство не только из яйцеклеток и сперматозоидов», – сказал ученый Тони Перри.

От других клеток в организме сперматозоиды и яйцеклетки отличаются тем, что имеют меньший набор хромосом. Только при обьединении хромосом в процессе оплодотворения образуется 46 хромосом – как раз столько содержат другие клетки организма. Значит, ученые должны вдвое уменьшить количество хромосом в ходе процесса, который называется мейозом. Осенью 2018 года японские ученые добились значительного успеха в этом направлении.

Человечеству по-прежнему предстоит пройти долгий путь, пока ученые смогут воспроизвести полноценные функционирующие человеческие яйцеклетки и сперматозоиды.

Очевидной проблемой является создание подвижного хвоста у сперматозоидов, играющего огромную роль при оплодотворении, если мы хотим избежать стороннего проведения интрацитоплазматической инъекции сперматозоида в яйцеклетку. В 2016 году китайские ученые сообщили, что им удалось добиться такого результата в ходе экспериментов на мышах, но специалисты из других стран ставят это заявление под сомнение.

Вернер Нойхауссер, биолог из Гарвардского университета, изучающий стволовые клетки, полагает, что зачатие полноценного человека таким способом – лишь вопрос времени. Он также уверен в том, что в значительной степени гены будут корректироваться. Биоэтик Генри Т. Грили придерживается того же мнения. Он видит в будущем возможность генетического изготовления детей на заказ. Будут предлагаться сотни характеристик: не хотите ли белокурого мальчика с темными глазами и определенным риском развития рака предстательной железы или же длинноногую девочку с темными волосами и шансом в 55 % стать одной из лучших по результатам теста на определение уровня интеллекта? Большинство людей посчитает, что это лучше, чем нынешняя генетическая лотерея. «Я ожидаю, что, по большому счету, роль секса в репродуктивных целях в ближайшие 20–40 лет останется в прошлом», – написал в 2016 году профессор Стэнфордского университета Генри Грили в книге «Конец секса».