Ein Forscherteam, das mit mehreren Institutionen in Japan verbunden ist, hat Nachkommen aus in vitro gewonnenen Keimzellen von Ratten hervorgebracht. In ihrem in der Zeitschrift veröffentlichten Artikel Wissenschaftbeschreibt die Gruppe ihre Methodik und erklärt, warum sie glaubt, dass ihre Arbeit zu einem besseren Verständnis der In-vitro-Gametogenese bei anderen Arten führen wird.
Im Jahr 2011 entwickelte ein anderes Team einen Weg, um die Spezifikationen von Mauskeimzellen in vitro zu rekonstituieren, indem pluripotente Stammzellen der Maus in primordiale keimähnliche Zellen, die zur Gametogenese fähig sind, differenziert wurden. Seit dieser Zeit wurden mehrere Anstrengungen unternommen, um diese Bemühungen bei einer anderen Art zu wiederholen, aber bis jetzt sind alle gescheitert, was zeigt, wie schwierig der Prozess sein kann. Genauer gesagt entwickelte das frühere Forschungsteam einen Weg, um aus Stammzellen spermienähnliche Zellen der Maus zu erzeugen, und verwendete diese Zellen dann, um eine weibliche Maus zu imprägnieren, die dann gesunde Welpen zur Welt brachte. Bei dieser neuen Anstrengung verwendeten die Forscher die frühere Studie als Vorlage, um den Prozess bei Ratten zu replizieren.
Der Prozess begann mit der Induktion epiblastähnlicher Zellen in einem Embryo aus embryonalen Stammzellen der Ratte. Die resultierenden Zellen wurden dann in ein Medium gegeben, das ein Signalmolekül zusammen mit anderen Inhaltsstoffen enthielt, was sie dazu anregte, zu keimähnlichen Zellen zu wachsen. Als nächstes wurden die Zellen zusammen mit somatischen Gonadenzellen kultiviert, um einen normalen Reifungsprozess zu simulieren. Sobald sie reif waren, wurden die Zellen in die Hoden einer männlichen Ratte transplantiert, die manipuliert worden war, um keine Keimzellen zu haben. Dann ließen sie der Natur ihren Lauf – die Zellen entwickelten sich zu reifen Spermien. Die Forscher entnahmen dann Spermaproben aus der Ratte und injizierten sie direkt in Oozyten einer lebenden weiblichen Ratte, wo sie gesunde Nachkommen hervorbrachten. Die Forscher stellen fest, dass die Nachkommen auf natürliche Weise wuchsen und sich vermehren konnten.
Die Forscher stellen fest, dass die Männchen nach der Injektion der keimähnlichen Zellen in die männlichen Hoden nicht in der Lage waren, sich normal zu paaren und Nachkommen zu zeugen, da die Zellen nicht reif genug waren. Sie schlagen vor, dass mehr Arbeit erforderlich ist, um dieses Problem zu überwinden. Aber sie schlagen auch vor, dass ihre Arbeit einen Weg nach vorne bietet, um ähnliche Ergebnisse bei anderen Arten und vielleicht eines Tages beim Menschen zu erzielen.
Mami Oikawa et al, Funktionelle primordiale keimzellähnliche Zellen aus pluripotenten Stammzellen in Ratten, Wissenschaft (2022). DOI: 10.1126/science.abl4412
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