Ученые приблизились к созданию яйцеклеток для ЭКО из клеток кожи. Решит ли это проблему бесплодия?

В марте 2024 года ученые из Орегонского университета здравоохранения и науки (OHSU) сообщили о значительных успехах в разработке процедуры, которая может совершить революцию в области экстракорпорального оплодотворения (ЭКО). Так, в создании ЭКО-яйцеклеток из клеток кожи исследователи применили методику SCNT, с помощью которой на свет появилась овечка Долли — первое клонированное млекопитающее. Тогда, в феврале 1997 года, биологам Яну Уилмуту и Киту Кэмпбеллу удалось воспроизвести животное с помощью техники пересадки ядра из клетки молочной железы взрослой овцы в яйцеклетку, из которой было удалено собственное ядро.

Половые клетки человека, или гаметы, описываются как гаплоидные, то есть содержат только одну копию каждой хромосомы, в отличие от большинства клеток организма, которые являются диплоидными и содержат две копии каждой хромосомы. При оплодотворении гаплоидной яйцеклетки гаплоидным сперматозоидом получается диплоидный эмбрион с полным набором хромосом от обоих родителей.

Уникальность достижения исследователей OHSU заключается в том, что им удалось заменить ядра гаплоидных яйцеклеток мышей ядрами клеток кожи, превратив их из диплоидных в гаплоидные и сделав похожими на естественные гаметы. Затем гаплоидные клетки были оплодотворены с помощью процедуры ЭКО, и в результате родился эмбрион с полным набором хромосом от обоих родителей.

По мнению ведущего автора исследования Алексея Михальченко, если технология окажется клинически пригодной, она радикально изменит практику ЭКО, предоставив шанс бесплодным пациентам, потерявшим репродуктивные клетки из-за заболеваний, старения или онкотерапии. Старший автор исследования Шухрат Миталипов отметил, что новый подход позволит бесплодным парам иметь генетически родственных детей и создаст возможности для родительства, которые недоступны на текущих этапах развития технологии ЭКО.

В октябре 2010 году Роберт Эдвардс, британский ученый, был удостоен Нобелевской премии по медицине и физиологии за разработку метода экстракорпорального оплодотворения. Исследования в области ЭКО ученый начал еще в 1960 году, когда работал университете Кембриджа. Эдвардс опирался на опыт хирурга Патрика Стептоу, который разработал методы лапароскопии для извлечения яйцеклеток.

Концепция ЭКО, сформулированная Эдвардсом и Стептоу, предусматривала стимуляцию яичников для производства множества яйцеклеток, их сбор, оплодотворение в лаборатории и последующую пересадку эмбрионов в матку женщины. Так, процесс ЭКО начинается с суперовуляции, когда под воздействием гормонов яичники вырабатывают несколько яйцеклеток. Для этого используются естественные для организма гормоны, такие как ФСГ, ЛГ и хорионический гонадотропин. Затем яйцеклетки извлекаются под общим наркозом, в тот же день производится сдача спермы, после чего врачи проводят искусственное оплодотворение. Полученные зиготы помещаются в питательную среду для культивации на несколько дней.

Реализация идеи Роберта Эдвардса на практике столкнулась с многочисленными сложностями: первые попытки оплодотворения были сделаны еще в 1969 году, но успешная имплантация и развитие беременности были осуществлены только в 1977-м. Несмотря на все трудности, 25 июля 1978 года в больнице Royal Oldham в Манчестере у пары Лесли и Джон Браун родилась Луиза Браун — первый в мире «ребенок из пробирки».

Успех эксперимента Роберта Эдвардса с методом экстракорпорального оплодотворения привлек внимание Григория Николаевича Петрова, аспиранта из медицинского института Крыма, который стал первым российским медиком, начавшим изучать вспомогательные репродуктивные технологии. Благодаря его трудам в феврале 1986 года родилась Алена Донцова — первый в России ребенок, зачатый с помощью ЭКО.

Мама Донцовой узнала о проведении экстракорпорального оплодотворения в Советском Союзе из статьи в журнале и сразу начала искать контакты врачей. В то время у нее была проведена двусторонняя тубэктомия, так как предыдущие беременности оказались внематочными. Единственным способом родить ребенка было использование метода ЭКО, поэтому женщина решилась на вступление в экспериментальную группу. Ее беременность протекала успешно, однако врачи, опасаясь осложнений во время родов, решили провести кесарево сечение. Алена появилась на свет здоровой и без каких-либо отличий от детей, зачатых естественным образом.

Развитие методов ЭКО продолжается, охватывая различные аспекты животного и человеческого репродуктивного процесса. С начала 80-х годов проведение пункций яичников и извлечение яйцеклеток начали проводить с помощью естественных половых путей с использованием ультразвукового датчика для контроля процесса.

В 1992 году произошел прорыв в области вспомогательных репродуктивных органов: был разработан метод микроманипуляции интрацитоплазматической инъекции сперматозоидов (ИКСИ) в ооцит. ИКСИ стала важнейшим методом лечения мужского бесплодия и прерывания неудачного оплодотворения, которое может произойти при использовании традиционного ЭКО. Этот способ позволяет отобрать для оплодотворения только самые качественные сперматозоиды и ввести их непосредственно в яйцеклетку. В настоящее время ИКСИ применяется примерно в 66% всех процедур вспомогательных репродуктивных технологий во всем мире.

Российские ученые также делают вклад в развитие ЭКО. Так, в Томске в ноябре 2023 года разработали технологию диагностики эмбриона на муковисцидоз в процессе ЭКО: исследовательская группа создала панель маркеров, предназначенных для выявления тяжелого наследственного заболевания на этапе экстракорпорального оплодотворения до того, как эмбрион имплантируется в матку. Эта технология предоставляет родителям-носителям муковисцидоза возможность планировать беременность и рассчитывать на рождение здорового ребенка.

С момента открытия технология экстракорпорального оплодотворения претерпела значительные изменения и достигла высокого уровня. Сегодня ЭКО открывает возможность материнства даже для женщин, страдающих онкологическими заболеваниями, а сопутствующие процедуры стали абсолютно безопасными и высокоэффективными. Процессы пункции, хранения, искусственного зачатия и подсадки эмбрионов были доработаны до мельчайших деталей.

Теперь даже пары, в которых мужчина столкнулся с полным отсутствием сперматозоидов, могут стать родителями. В таких случаях с помощью специального тонкого катетера выбирается единственный жизнеспособный сперматозоид, который после обработки и подготовки вводится в яйцеклетку. Кроме того, сейчас существует возможность криоконсервации избыточных эмбрионов для последующего использования парой в будущем.

Иногда для достижения беременности с использованием ЭКО может потребоваться время, так как не каждая первая попытка заканчивается успехом. Однако специалисты проводят глубокие генетические исследования для выявления возможных отклонений на ранних этапах. Благодаря этому метод экстракорпорального оплодотворения помогает предотвратить развитие многих серьезных наследственных заболеваний у будущих детей.