Журнал исследований и терапии стволовых клеток

Абстрактный

Очень маленькие эмбриональные стволовые клетки выживают и восстанавливают сперматогенез после обработки бусульфаном в семенниках мышей

Сандхья Ананд, Дипа Бхартия, Калпана Шрираман, Хирен Патель и Манджрамкар Д.Д.

Цели исследования: Яички взрослых млекопитающих содержат новую популяцию покоящихся, плюрипотентных, очень маленьких эмбрионально-подобных стволовых клеток (VSEL) вместе со сперматогониальными стволовыми клетками (SSC). Настоящее исследование было проведено с целью (i) охарактеризовать VSEL яичек, (ii) изучить дифференциальное влияние химиотерапии на VSEL и SSC и (iii) восстановить способность выживших VSEL к дифференциации путем обеспечения здоровой соматической микросреды.
Методы: Влияние бусульфана (25 мг/кг) изучалось на яичках мышей. Сингенные клетки Сертоли (105 клеток на яичко) и мезенхимальные клетки, полученные из костного мозга (104 клеток на яичко), трансплантировались отдельно через межканальцевый путь. Эффект реконструкции ниши изучался два месяца спустя с помощью гистологии и иммунолокализации маркеров зародышевых клеток MVH и PCNA. Каудальные сперматозоиды оценивались на предмет их способности оплодотворять ооциты in vitro.
Результаты: VSEL имели размер 2-6 мкм, SCA-1+/CD45-/LIN-, имели высокое ядерно-цитоплазматическое отношение и составляли 0,03% клеток яичек, тогда как специфический маркер SSC GFRa локализовался в отдельной, более крупной популяции клеток. Бусульфан селективно разрушал SSC и другие половые клетки, однако ядерные OCT-4A, Nanog, Sox-2 и SCA-1 положительные VSEL (0,06%) выживали. Сохраняющиеся VSEL не могли дифференцироваться, возможно, потому, что химиотерапия также затронула «нишу», включающую клетки Сертоли. Полное восстановление сперматогенеза наблюдалось через два месяца после трансплантации клеток Сертоли и мезенхимальных клеток. Трансплантированные клетки образовывали нео-трубочки в непосредственной близости от выживших трубочек и, возможно, были источником факторов роста, необходимых для пролиферации и дифференцировки VSEL. Как MVH, так и PCNA показали повышенное окрашивание в трансплантированной группе. Исследования методом ОТ-ПЦР выявили наличие мейотического блока в обработанном бусульфаном яичке, который был преодолен после трансплантации. Полученная сперма продвигалась к придатку яичка, демонстрировала нормальную подвижность и способность к оплодотворению in vitro.
Заключение: результаты показывают, что VSEL выдерживают химиотерапию и могут восстанавливать сперматогенез у мышей с истощенными зародышевыми клетками. Результаты имеют прямое отношение к решению проблем фертильности у выживших после рака.