Informatie

Kun je sperma en eicellen maken van dezelfde persoon met behulp van in vitro gametogenese?


In een recent populair-wetenschappelijk artikel is er een discussie over de mogelijke disruptieve technologieën die beschikbaar zouden kunnen komen met in vitro gametogenese (IVG). Met huidcellen kun je sperma of eieren maken. Dus, door gestolen cellen van Brad Pitt te gebruiken (eenvoudiger dan zijn sperma te krijgen) kan een vrouw een kind van hem krijgen zonder toestemming. Wat staat er niet in het artikel en dus mijn vraag: Staat deze techniek momenteel (tenminste bij muizen) toe om sperma te maken van een vrouwtje en eitjes van een mannetje? Als dat het geval is, wat zal dan het resultaat zijn van het bevruchten van sperma en ei van hetzelfde individu: een kloon, een genetische "broer of zus" (geen identieke tweeling), of geen van beiden?


Op dit moment (begin 2017) is het antwoord nee.

De truc om spermatide-achtige cellen te maken (dwz het zijn geen echte zaadcellen en moeten in een eicel worden geïnjecteerd om bevruchting te bewerkstelligen) van ES en iPS in een schaaltje werd vorig jaar net bereikt http://www.sciencemag.org/news /2016/02/nieuwe-methode-kweekt-sperma-schotel

De truc om eicellen van stamcellen te maken is niet zo compleet en vereist nog steeds een in het laboratorium gekweekte eierstok om het proces te voltooien. http://www.sciencemag.org/news/2016/10/mouse-egg-cells-made-entirely-lab-give-rise-healthy-offspring.

De bovenstaande methoden gebruiken nog steeds de ES-cel van het juiste geslacht. Vrouwelijke ES-cellen om eicellen te maken. Mannelijke ES-cellen om sperma te maken. Geen informatie over vrouwelijke ES-cellen die worden aangestuurd om sperma of zelfs spermatide-achtige cellen te maken.

Dat gezegd hebbende... we hebben dit artikel http://news.nationalgeographic.com/news/2004/04/0421_040421_whoneedsmales_2.html, waar een muis genetisch gemanipuleerd is om eicellen te produceren die inprentingspatronen hebben die lijken op een sperma. Deze genetisch gemodificeerde eicel wordt vervolgens gedwongen te fuseren met een normale eicel. Het slagingspercentage was erg laag. 371 gefuseerde eicellen, 10 levendgeborenen, 1 overlevende tot volwassenheid.


Praktische ethiek

Geschreven door César Palacios-González

Het lijkt erop dat wetenschappers in de niet zo verre toekomst in staat zullen zijn om functionele menselijk gameten (d.w.z. eieren en sperma) in een laboratoriumomgeving. Met andere woorden, ze zullen menselijke gameten buiten het menselijk lichaam kunnen creëren. En net zoals er in vitro fertilisatie (IVF) is, zal er ook in vitro gametogenese (IVG) zijn. Dit betekent dat onze toch al lange lijst van menselijke reproductieve acroniemen –IVF, PGD, ICSI, PNT, PBT1, PBT2, MST, UTx, CT, enz.– nog iets langer zal worden. Op dit moment werken enkele van de beste biologielaboratoria van over de hele wereld actief aan het bereiken van een dergelijk doel, en niet-menselijke diermodellen hebben verbazingwekkende resultaten laten zien.

Om te beginnen hebben wetenschappers: met succes afgeleid in een laboratoriumsetting muis eicel-achtige cellen en sperma-achtige cellen van geïnduceerde pluripotente stamcellen en embryonale stamcellen. En, het meest verrassend, ze zijn in staat geweest om zogenaamde "cross-sex gameten" te creëren. Dit betekent dat ze hebben kunnen creëren sperma-achtig cellen van vrouwelijk muizen, en oöcytachtig cellen van mannelijk muizen (ik gebruik de termen ‘sperma-achtig' en 'eicel-achtig’ omdat deze cellen niet identiek zijn aan natuurlijk voorkomende gameten). Sommige van dergelijke geslachtsoverschrijdende gameten zijn op hun beurt in staat geweest om levende nakomelingen voort te brengen.

Dit onderzoek wordt ook toegepast op mensen. Wetenschappers onderzoeken hoe menselijke eicellen en sperma en menselijke geslachtsgemeenschappen kunnen worden geproduceerd. In de meest algemene termen kunnen we zeggen dat IVG-onderzoek bij mensen twee doelstellingen heeft: (1) het begrijpen van de vorming en rijping van gameten, en (2) het genereren van gameten die voor reproductieve doeleinden kunnen worden gebruikt. IVG, indien succesvol, zou sommige aangeboren gameet-gerelateerde onvruchtbare mannen en vrouwen, en mannen en vrouwen die lijden aan gameet-gerelateerde onvruchtbaarheid als gevolg van ziekte of trauma, genetisch verwante kinderen kunnen geven. Bijvoorbeeld, een aangeboren azoöspermische persoon of iemand die zijn penis en testikels heeft verloren door een fietsongeval, zouden allebei nog steeds de mogelijkheid hebben om genetisch verwante kinderen te krijgen. Evenzo, als geslachtsoverschrijdende gameten met succes worden ontwikkeld, zou IVG paren van hetzelfde geslacht in staat stellen genetisch verwante kinderen te krijgen. In het geval van mannen zouden ze op dit moment nog steeds de hulp van een surrogaat nodig hebben.

Tot dusver hebben bio-ethici twee verschillende problemen met betrekking tot IVG onderzocht. Enerzijds hebben ze de nieuwe mogelijkheden verkend die IVG zou openen op het gebied van menselijke voortplanting: solo-reproductie, multiplex parenting, reproductie van hetzelfde geslacht, in vitro eugenetica. Aan de andere kant hebben ze mogelijke ethische bezwaren tegen IVG onderzocht: dat het onnatuurlijk, te riskant of verspilling van middelen zou zijn, enz. De stand van het bio-ethische debat met betrekking tot IVG is van dien aard dat wanneer het uiteindelijk aankomt geen geïnformeerde persoon zal kunnen zeggen dat de ethiek de wetenschap moet inhalen. Nu, zelfs als de twee voormalige onderzoeksgebieden echt interessant zijn, wil ik kort ingaan op een ander onderwerp: hoe de succesvolle ontwikkeling van geslachtsoverschrijdende gameten het debat over het homohuwelijk zou beïnvloeden.

Laat ik beginnen met twee verduidelijkingen. Ten eerste erken ik dat beginnen met 'laten we aannemen dat deze technologie heel goed zal werken', betekent beginnen met een heel grote 'als', maar laat dit zo zijn. Ten tweede is de filosofische literatuur over het homohuwelijk-debat enorm (zie bijvoorbeeld hier, hier en hier) en het punt dat ik zal maken is beperkt tot één specifiek geval tegen het homohuwelijk, dat wat het huwelijk bindt tot reproductie.

De succesvolle ontwikkeling en het gebruik van geslachtsoverschrijdende gameten zou verwoestende gevolgen hebben voor degenen die verdedigen wat de Procreative Account of Marriage (PAM) kan worden genoemd. Volgens PAM, zoals gepresenteerd door Maggie Gallagher:

'Het huwelijk is intrinsiek een seksuele verbintenis van man en vrouw, omdat dit de enige verbintenissen zijn die nieuw leven kunnen stichten en die verliefde kinderen kunnen verbinden met hun mede-scheppers, hun moeder en vader'8221.

“De cruciale publieke of 'burgerlijke' taak van het huwelijk is om seksuele relaties tussen mannen en vrouwen te reguleren om de kans te verkleinen dat kinderen (en hun moeders en de samenleving) de lasten van vaderloosheid onder ogen moeten zien, en de kans vergroten dat er zal een volgende generatie zijn die door hun moeders en vaders zal worden opgevoed in één gezin, waar beide ouders zich inzetten voor elkaar en voor hun kinderen.

Het eerste dat hier moet worden gezegd, is dat hoewel de meeste kinderen worden gemaakt via seksuele relaties, dit nu slechts een van de vele manieren is om kinderen te creëren. Op dit moment kunnen kinderen worden gemaakt in scenario's die geen geslachtsgemeenschap met zich meebrengen. Mannen in de gevangenis kunnen bijvoorbeeld hun sperma naar hun partners sturen, en zij kunnen het op hun beurt gebruiken om een ​​kind te maken. Hetzelfde kan het geval zijn voor soldaten die ver van hun partners worden ingezet. Als dit het geval is, kunnen we ofwel de seksuele verbinteniscomponent van het vorige verhaal over het huwelijk schrappen, of accepteren dat de verbintenissen van heteroseksuele paren die geen seks hebben en die kinderen hebben (zonder geslachtsgemeenschap) geen huwelijken zijn. De tweede optie zou door voorstanders van PAM moeten worden afgewezen, aangezien zij accepteren dat de verbintenissen van aseksuele heteroseksuele kinderloze paren huwelijken zijn.

Ten tweede zullen koppels van hetzelfde geslacht met de komst van geslachtsgemeenschappen in staat zijn om ‘zelf’ een nieuw leven op te bouwen (lesbische koppels kunnen dit al via een andere voortplantingstechnologie, maar ze hebben nog steeds een spermadonor nodig). Dit zal uiteraard met zich meebrengen dat het niet langer zo zal zijn dat alleen heteroseksuele verbintenissen nieuw leven kunnen inblazen. Op zo'n moment hebben pleitbezorgers van PAM geen andere keuze dan te accepteren dat het huwelijk de verbintenis is van man en man, of vrouw en vrouw, of vrouw en man, omdat al deze configuraties "nieuw leven kunnen scheppen en die kinderen in liefde voor hun mede-scheppers”. De komst van geslachtsoverschrijdende gameten zal het zo maken dat de definitie van het huwelijk die door voorstanders van PAM wordt onderschreven, inherent ook paren van hetzelfde geslacht omvat.

Laat ik eindigen met twee dingen op te merken. Ten eerste doet de bovenstaande zaak niets af aan de argumenten die al zijn aangevoerd ten gunste van het homohuwelijk (zie de links hierboven over de filosofische literatuur over het homohuwelijk). Het zal te zijner tijd de pleidooien voor het homohuwelijk alleen maar versterken. Ten tweede is het waar dat wat ik hier heb gepresenteerd een argument voor de toekomst is, in die zin dat geslachtsoverschrijdende gameten nog geen realiteit zijn. Maar zelfs als dit zo is, doet dit niets af aan de deugdelijkheid ervan, als de empirische feiten het toelaten.


Naakte molratten trotseren veroudering. Een wetenschapper heeft haar carrière gewijd aan het ontdekken hoe.

Naakte molratten hebben een buitengewoon lange levensduur en zijn extreem resistent tegen kanker.

Rochelle "Shelley" Buffenstein heeft een van 's werelds grootste, zo niet de grootste, in laboratoria levende kolonies van de naakte molrat. (Niemand heeft een wereldwijde tabel gemaakt, maar ze heeft er 4.500.) Buffenstein heeft tientallen jaren besteed aan het bestuderen van de kleine onderaardse knaagdieren. In de loop der jaren hebben zij en haar collega's de ene verrassende ontdekking na de andere ontdekt, wat ertoe heeft geleid dat ze het hele veld van anti-verouderingsonderzoek hebben heroriënteerd.

Naakte molratten trotseren alles wat we dachten te weten over veroudering. Deze vreemde kleine knaagdieren uit droge gebieden van Afrika, zoals Kenia, Ethiopië en Somalië, leven tot tien keer langer dan hun grootte doet vermoeden. En in tegenstelling tot vrijwel elk ander dier, verliezen ze geen fysieke of cognitieve vermogens met de leeftijd, en behouden ze zelfs hun vruchtbaarheid tot het einde van hun leven. Ze lijken een actieve verdediging te hebben tegen de tand des tijds, wat suggereert dat veroudering niet onvermijdelijk is. Kunnen deze ongewone wezens mensen leren hoe ze het leven kunnen verlengen en veroudering kunnen verminderen?

Buffenstein, senior hoofdonderzoeker bij Calico Life Sciences, heeft haar leven gewijd aan het uitvinden. Haar vroege interesse in de dieren van wat nu Zimbabwe is, leidde tot haar huidige positie als vooruitstrevend anti-verouderingsonderzoeker bij Calico, de door Google gefinancierde gezondheidsonderneming die in 2013 werd gelanceerd. Het notoir geheimzinnige bedrijf is gericht op het ontrafelen van de mysteries van waarom dieren en mensen verouderen, en of er manieren zijn om het proces te vertragen of tijdelijk te stoppen.

Het kleine, rimpelige dier, dat in ondergrondse holen in de hete, droge streken van Afrika leeft, is nauwelijks de schoonheidskoningin van het zoogdierenrijk. De wezens zonder vacht, boktanden en kleine ogen zien eruit alsof ze een goede orthodontist, een beschermend pak kleding en mogelijk een bril kunnen gebruiken om hun gezichtsvermogen te verbeteren. Maar deze ratten maken hun niet-indrukwekkende uiterlijk meer dan goed met hun superieure vermogen om zich aan te passen aan enkele van de meest onherbergzame omstandigheden op aarde.

Op basis van de gebruikelijke regel dat lichaamsgrootte de levensduur voorspelt, zouden naakte molratten niet zo lang moeten leven. Knaagdieren van vergelijkbare grootte, zoals muizen, hebben immers een levensverwachting van twee jaar of minder. Maar Buffenstein was een van de eerste wetenschappers die inzag dat naakte molratten buitengewoon lang leven, waarbij haar oudste dier de leeftijd van 39 jaar naderde. Bovendien worden ze nooit geriatrisch in menselijke zin, en trotseren ze de algemene tekenen van veroudering - ouderdomsziekten, cognitieve achteruitgang en zelfs de menopauze. In feite blijven de koninginnen, of vrouwtjes die al het fokken doen in een bijachtige ondergrondse kolonie, vruchtbaar en baren ze gezonde jongen tot wat bij mensen als een zeer hoge leeftijd zou worden beschouwd. En de naakte molrat heeft andere merkwaardige vermogens, zoals het vermogen om extreem zuurstofarme of hypoxische omstandigheden te doorstaan, zoals die ze tegenkomen in hun ondergrondse nesten.

Het is niet zo dat de naakte molrat niet onderhevig is aan de wisselvalligheden van het leven, of de normale slijtage van biologische processen. In de loop der jaren hebben Buffenstein en haar collega's ontdekt dat, hoewel het proces van oxidatieve stress - waarvan 50 jaar lang werd gedacht dat het de belangrijkste oorzaak van veroudering was - optreedt bij de naakte molrat, net als bij elk ander dier, de schade zich niet ophoopt met leeftijd. Oxidatieve stress treedt op tijdens normaal celmetabolisme wanneer zuurstof "vrije radicalen" met een of meer ongepaarde elektronen grote cellulaire moleculen verwoesten, waardoor microscopisch afval in hun kielzog achterblijft dat de tandwielen van een gezonde celfunctie verstopt. Op de een of andere manier hebben naakte molratten een verbeterd vermogen om de beschadigde cellen en moleculen op te ruimen voordat ze de gebruikelijke kettingreactie van celdisfunctie en dood kunnen veroorzaken, volgens een artikel uit 2013 waarin Buffenstein de hoofdauteur is.

Oxidatieve stress is niet de enige factor waarvan bekend is dat deze problematisch is bij veroudering. Langzaam accumulerende schade aan DNA leidt typisch tot eiwitstoringen en onjuiste vouwing. Bij mensen en de meeste andere dieren kunnen deze eiwitfragmenten zich ophopen in cellen en de werken opslokken. Alleen niet zozeer bij naakte molratten, die hun hele leven lang de normale eiwitvouwing kunnen behouden. Na jaren van dit soort ontdekkingen heeft Buffenstein haar focus geleidelijk verlegd van "wat gaat er mis om veroudering te veroorzaken?" tot "wat gaat er goed in de naakte molrat om hem te helpen de normale slijtage van het leven te trotseren?" Het onderzoek van Buffenstein suggereert dat de kleine zoogdieren een uniek vermogen hebben om op de een of andere manier beschadigde eiwitfragmenten en ander giftig afval op te ruimen voordat ze ziekte en veroudering kunnen veroorzaken.

Hoe ze hier is gekomen

Buffenstein schrijft haar eerste kennismaking met de naakte molrat toe aan serendipiteit. In 1979 hield haar postdoctorale mentor Jenny Jarvis aan de Universiteit van Kaapstad in Zuid-Afrika een kleine kolonie ratten in haar kantoor terwijl ze de mechanismen bestudeerde die leiden tot het ongewone aanpassingsvermogen van de dieren. Het was Buffensteins taak om voor hen te zorgen. In samenwerking met Jarvis concentreerde Buffenstein zich op het begrijpen van hun unieke aanpassingen aan de extreme omstandigheden van hun natuurlijke habitat.

Ze bestudeerden het ongewone gedrag dat de rattenkolonies reguleert. Ze merkten bijvoorbeeld op dat aangewezen "arbeiders" de ondergrondse tunnels van de hele kolonie graven en een enkele reproductieve vrouwelijke rassen met slechts een klein aantal mannetjes. Buffenstein onderzocht ook hoe deze dieren kunnen overleven zonder het "zonnehormoon" - vitamine D - en hun ongebruikelijke manieren om hun interne temperatuur te reguleren en voedsel om te zetten in energie. Hoewel ze geclassificeerd zijn als zoogdieren, voldoen de knaagdieren gewoon niet aan het handboek voor zoogdieren, omdat ze ingenieuze manieren hebben gevonden om hun lichaam en gedrag te veranderen dat is afgestemd op de verzengende hitte en droogte van hun omgeving.

Om aan de hitte te ontsnappen, graven ze zich gewoon ondergronds in en leven ze in uitgebreide tunnels. Om het hoofd te bieden aan de zuurstofarme omstandigheden onder de grond, vertraagden ze hun metabolisme en leerden ze voor langere tijd in zulke hypoxische omstandigheden te leven dat een gewoon dier snel zou stikken. Maar het drong langzaam tot Buffenstein door dat de kleine wezens op nog andere manieren uitzonderlijk waren.

Toen Buffenstein haar eerste academische baan kreeg aan de Universiteit van Witwatersrand in Johannesburg, zei Jarvis dat ze enkele naakte molratten mee mocht nemen. Toen ze dat deed, merkte Buffenstein dat de dieren veel langer leefden dan knaagdieren van vergelijkbare grootte. "Op dat moment waren ze ongeveer tien jaar oud. Ik wist niet hoe lang ze ons uiteindelijk zouden laten zien dat ze konden leven", zegt ze.

In 1997, na het aanvaarden van een functie aan het City College van New York, verhuisde Buffenstein naar de VS en nam haar rattenkolonie mee. Daar kon ze een evoluerend verhaal nastreven over de nederige naakte molrat die de verwachtingen bleef tarten. Naarmate de jaren verstreken, werd het steeds duidelijker dat haar observaties grote implicaties zouden kunnen hebben voor onderzoek naar veroudering. Uiteindelijk nam ze een functie aan bij het Barshop Institute for Aging and Longevity Studies in San Antonio, Texas.

Een vroege observatie van Buffenstein's suggereerde dat de soorten die het vaakst worden gebruikt bij verouderingsonderzoek - muizen, rondwormen, fruitvliegen en gist - een korte levensduur hebben en een slechte afweer tegen veroudering hebben. Deze dieren bieden belangrijke inzichten in hoe veroudering werkt en hebben mogelijke doelen voor interventie onthuld. Maar ze laten niet zien wat er goed gaat bij ogenschijnlijk niet-verouderende dieren zoals de naakte molrat.

Buffensteins jarenlange studie van ratten heeft de basis gelegd voor een geheel nieuw perspectief op verouderingsonderzoek.

"Mijn hypothese", zegt ze, "is dat naakte molratten heel goed zijn in het verwijderen van beschadigde macromoleculen en cellen, waardoor de homeostase en de cel- en weefselfunctie behouden blijven. Alle herstelroutes die door ons en anderen in het veld zijn onderzocht, wijzen op een efficiënter herstel en snellere reacties op schadelijke middelen." Deze omvatten zaken als vrije radicalen en straling.

De erfenis van Buffenstein

Sommige onderzoekers bouwen tegenwoordig voort op de fundamentele ontdekkingen van Buffenstein om inzicht te krijgen in mogelijke anti-verouderingsmechanismen die leiden tot de buitengewone veerkracht van naakte molratten. Ewan St. John Smith, onderzoeker van de Universiteit van Cambridge en mede-oprichter van het Naked Mole-Rat Initiative van de instelling, bestudeert de weerstand van het dier tegen kanker.

In een paper uit 2020 gepubliceerd in Natuur, Smith en zijn collega's stelden vast dat naakte molratten kankerverwekkende genen herbergen, en deze genen creëren af ​​​​en toe kankercellen. Maar iets in de ratten stopt het vermenigvuldigingsproces voordat de cellen ongecontroleerd kunnen groeien en tumoren kunnen vormen. Nu willen wetenschappers weten welke mechanismen er precies in het spel zijn om te voorkomen dat de cellen gezonde weefsels binnendringen. Smith heeft de hypothese geopperd dat het antwoord op de een of andere manier is ingebed in interacties in de micro-omgeving van de cellen.

Hij denkt ook dat het immuunsysteem van het dier heel effectief kan zijn in het opsporen en vernietigen van kankercellen. Verschillende huidige kankertherapieën werken door het immuunsysteem van het lichaam te stimuleren, zodat het de giftige cellen kan aanvallen en elimineren. Het is mogelijk dat het immuunsysteem van de naakte molrat van nature in hyperdrive gaat wanneer kankercellen verschijnen, waardoor het de ziekte in de kiem kan smoren voordat zich tumoren kunnen vormen. Smith, een farmacoloog van opleiding, denkt dat als er een chemische bemiddelaar in de naakte molrat is die zijn immuuncellen aanvult, die bemiddelaar misschien kan worden gesynthetiseerd in een medicijn om mensen te behandelen voor kanker.

De extreme tolerantie van de naakte molrat voor hypoxie zou ook een rol kunnen spelen. "Interessant", zegt hij, "wanneer cellen kanker worden, worden ze ook hypoxisch, en het is bekend dat naakte molratten zeer resistent zijn tegen hypoxie.

Hij merkt op dat een vorm van hypoxie op laag niveau ook aanwezig is in de lichamen en hersenen van zowel oude muizen als oudere mensen. Het wordt vaak gezien in de hersenen van mensen met de ziekte van Alzheimer en andere vormen van leeftijdsgebonden dementie. Dit suggereert dat hypoxie bij mensen - en bij andere zoogdieren - een rol kan spelen bij de ziekte van Alzheimer en het verouderingsproces zelf. Resistentie tegen hypoxie zou de reden kunnen zijn waarom de naakte molrat, in de woorden van Smith, "heel gelukkig voortkabbelt" in omstandigheden die bij mensen worden geassocieerd met ziekte en achteruitgang.

Smith erkent opgewekt zijn schuld aan Buffenstein voor het leggen van zoveel van de basis in een veld vol met mogelijke implicaties voor anti-veroudering. "Shelley is geweldig", zegt hij. "Naakte molratten hebben een koningin en ik noem haar altijd de koningin van de naakte molrattenwereld." In feite gaf Buffenstein Smith zijn eerste kolonie ratten, die hij sindsdien heeft laten groeien tot ongeveer 150. "Sommige van hen zullen er nog zijn als ik met pensioen ga", grapt hij.

Vera Gorbunova, een professor in biologie en oncologie aan de Universiteit van Rochester die zowel levensduur als kanker bestudeert bij naakte molratten, schrijft Buffenstein toe dat hij anderen ertoe heeft gebracht de dieren te bestuderen voor anti-verouderingsdoeleinden. Gorbunova gelooft dat "kanker en veroudering hand in hand gaan" en dat dieren met een langere levensduur een beter en nauwkeuriger DNA-herstel hebben.

Gorbunova is vooral geïnteresseerd in het vermogen van de naakte molrat om een ​​overvloed aan 'supersuiker'-molecuul genaamd hyaluronan af te scheiden, een alomtegenwoordig additief voor huidcrèmes vanwege het hydraterende effect. Gorbunova en anderen hebben waargenomen dat de aanwezigheid van hoge concentraties hyaluronan in de extracellulaire matrix van de naakte molrat - de chemisch rijke oplossing tussen cellen - de overbevolking van cellen voorkomt. Dit zou misschien de sleutel kunnen zijn tot het vermogen van het dier om de vorming van tumoren te stoppen.

Hyaluronan is ook aanwezig in de extracellulaire matrix van mensen, maar het naakte molratmolecuul is meer dan vijf keer groter dan de versies die bij mensen of muizen worden gevonden, en er wordt aangenomen dat het een belangrijke rol speelt bij het DNA-herstel van het dier. Maar gewoon een crème met hyaluronan over uw huid wrijven, zal kanker of veroudering niet stoppen. Hoge concentraties van de stof in de extracellulaire matrix in uw lichaam zijn waarschijnlijk nodig.

Gorbunova merkt op dat de naakte molrat een veelvoud aan mogelijkheden biedt die uiteindelijk zouden kunnen leiden tot medicijnen om de menselijke veroudering te vertragen. "Ik ben optimistisch dat er veel verschillende strategieën zijn, omdat de naakte molrat waarschijnlijk veel processen heeft die veroudering tegengaan", zegt ze. "Ik denk dat er in relatief korte tijd bonafide behandelingen zullen zijn om op dieren te testen. Eén ding dat we van deze dieren hebben geleerd, is dat ze tot het einde gezond blijven."

Dus als naakte molratten niet kwetsbaar worden naarmate ze ouder worden of ouderdomsziekten ontwikkelen, waardoor worden ze dan gedood? Het antwoord is helaas meestal andere naakte molratten. Buffenstein heeft al lang opgemerkt dat, hoewel ze in zeer coöperatieve kolonies leven, ze behoorlijk chagrijnig kunnen zijn als er een verstoring is in de hiërarchie, een gevoel dat door Gorbunova wordt herhaald. "Soms zijn er periodes van rust, maar als er iets met de koningin gebeurt, breekt de hel los", zegt ze. "Als de koningin sterk is, kent iedereen zijn plaats", maar als de koningin sterft, wordt de nieuwe koningin onvermijdelijk beslist door gewelddadige concurrentie.

Voor de toevallige waarnemer lijkt een vreemd, rimpelig knaagdier zoals de naakte molrat ons misschien weinig over onszelf te leren, maar Buffenstein is ervan overtuigd dat haar ontdekkingen grote implicaties kunnen hebben voor onderzoek naar de menselijke levensduur. Tegenwoordig concentreert ze zich in de laboratoria van Calico in San Francisco volledig op het bepalen hoe anti-verouderingsafweermechanismen bij ratten ertoe kunnen leiden dat soortgelijke afweermechanismen bij mensen worden gestimuleerd of geïntroduceerd.

"De vraag van een miljoen dollar is, wat zijn de mechanismen die beschermen tegen veroudering, en kunnen deze worden vertaald in therapieën om menselijke veroudering ook te vertragen of teniet te doen?"

Buffenstein heeft een nieuwe generatie wetenschappers op gang gebracht met meerdere ontdekkingen, vooral de fundamentele ontdekking dat naakte molratten in de loop van de tijd aan dezelfde slijtage onderhevig zijn als de rest van ons, maar op de een of andere manier erin slagen om het om te keren. Tegenwoordig werkt de pionier aan het ontrafelen van de moleculaire mechanismen die betrokken zijn bij de weerstand van het dier tegen hartveroudering. Bovenop al het andere heeft het kleine wezen een uniek vermogen om de plaag van hartaandoeningen te bestrijden, de belangrijkste doodsoorzaak in de geïndustrialiseerde wereld.

Het gaat er immers niet om de ouderdom te verlengen, maar om het ouder worden zelf af te remmen, zodat kwetsbaarheid en arbeidsongeschiktheid na een lange periode van vitaliteit in een korte periode worden gecomprimeerd. Door de focus te verleggen van wat er mis gaat naar mechanismen die in de eerste plaats bescherming bieden tegen veroudering, beloven de ontdekkingen van Buffenstein en een nieuwe generatie onderzoekers die voortbouwen op haar baanbrekende onderzoek een drijvende kracht te zijn in de zoektocht om niet alleen het leven te verlengen. , maar gezond, krachtig leven bij de mens.


Huidcel in sperma of ei? Door mensen geïnduceerde plurtipotente stamcellen geherprogrammeerd in voorlopers van kiemcellen

Voor het eerst hebben UCLA-onderzoekers door mensen geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPS) geherprogrammeerd in de cellen die uiteindelijk eieren en sperma worden, waardoor mogelijk de deur wordt geopend voor nieuwe behandelingen voor onvruchtbaarheid met behulp van patiëntspecifieke cellen.

De iPS-cellen werden overgehaald om voorlopercellen van de kiemlijn te vormen die genetisch materiaal bevatten dat kan worden doorgegeven aan een kind. De studie verschijnt 27 januari in de vroege online editie van het peer-reviewed tijdschrift Stem Cells.

"Deze bevinding kan belangrijk zijn voor mensen die onvruchtbaar zijn gemaakt door ziekte of letsel. Misschien kunnen we op een dag de kiemcellen die verloren zijn gegaan vervangen", zegt Amander Clark, een wetenschapper van het Broad Stem Cell Research Center en senior auteur van de studie. "En deze kiemcellen zouden specifiek en genetisch gerelateerd zijn aan die patiënt."

Theoretisch zouden bijvoorbeeld de huidcellen van een onvruchtbare patiënt kunnen worden genomen en geherprogrammeerd in iPS-cellen, die, net als embryonale stamcellen, het vermogen hebben om elk celtype in het menselijk lichaam te worden. Die cellen kunnen vervolgens worden omgezet in voorlopercellen van de kiemlijn die uiteindelijk eieren en sperma zouden worden. Clark waarschuwde echter dat wetenschappers nog vele jaren verwijderd zijn van het gebruik van deze cellen bij patiënten om onvruchtbaarheid te behandelen. Er valt nog veel te leren over het proces van het maken van hoogwaardige kiemcellen in het lab.

In een andere belangrijke bevinding ontdekte het team van Clark dat de kiemlijncellen die werden gegenereerd uit menselijke iPS-cellen niet dezelfde waren als de kiemlijncellen die werden afgeleid van menselijke embryonale stamcellen. Bepaalde vitale regulerende processen werden niet correct uitgevoerd in de menselijke iPS-afgeleide kiemcellen, zei Clark, een assistent-professor in de moleculaire, cel- en ontwikkelingsbiologie.

Het is dus cruciaal, stelt Clark, dat er wordt verder gewerkt aan de meer controversiële menselijke embryonale stamcellen die afkomstig zijn van gedoneerd, overtollig materiaal van in-vitrofertilisatie dat anders zou worden vernietigd.

Wanneer kiemcellen worden gevormd, moeten ze een specifieke reeks biologische processen ondergaan, waarvan de regulatie van ingeprente genen een essentiële is. Dit is nodig om de geslachtscellen goed te laten functioneren. Als deze processen niet worden uitgevoerd, lopen de resulterende eieren of sperma een groot risico om niet te werken zoals zou moeten. Dit heeft grote gevolgen, aangezien het gewenste resultaat een gezond kind is.

"Verder onderzoek is nodig om te bepalen of kiemlijncellen die zijn afgeleid van iPS-cellen, met name die welke niet zijn gemaakt door retrovirale integratie, het vermogen hebben om zichzelf correct te reguleren zoals de cellen die zijn afgeleid van menselijke embryonale stamcellen doen," zei Clark. "Toen we keken naar de kiemcellen die waren afgeleid van embryonale stamcellen, ontdekten we dat ze reguleerden zoals verwacht, terwijl die van de iPS-cellen niet op dezelfde manier werden gereguleerd. We moeten hier veel meer werk aan doen om erachter te komen waarom. "

Clark en haar team zijn van plan meer iPS-cellijnen te onderzoeken en de daaruit afgeleide kiemcellen te evalueren om te bepalen of de onjuiste regulering een probleem blijft.

Het creëren van kiemcellen uit embryonale stamcellen is een uitdaging en de resulterende proporties zijn laag en ongeveer 10 procent van de embryonale stamcellen wordt uiteindelijk kiemcellen. Clark zei dat het maken van kiemcellen uit iPS-cellen net zo uitdagend was. Het bleek de sleutel te zijn om de iPS-cellen in een omgeving te plaatsen waar kiemcellen van nature gedijen, tussen foetale gonadale cellen.

Onvruchtbaarheid treft ongeveer 15 procent van de Amerikanen. Huidige behandelingen omvatten donoreicellen en sperma en draagmoederschap. Als kiemcellen kunnen worden afgeleid van de eigen volwassen cellen van een patiënt met behulp van herprogrammering gevolgd door kiemceldifferentiatie, voegt dit een belangrijke strategie toe aan de gereedschapskist met opties die momenteel beschikbaar zijn om onvruchtbaarheid te behandelen, zei Clark. Een man met een laag aantal zaadcellen kan bijvoorbeeld meer van zijn eigen sperma laten produceren om de eicel van zijn partner te bevruchten.

De studie duurde ongeveer 2 & frac12 jaar, eerst gericht op het kweken van kiemcellen uit menselijke embryonale stamcellen en vervolgens uit iPS-cellen. Het duurde slechts zeven dagen om voorlopercellen van de kiemlijn uit de iPS-cellen te krijgen, toen Clark en haar team eenmaal op de juiste kweekomgeving waren beland.


Reproductierevolutie: hoe onze huidcellen kunnen worden omgezet in sperma en eieren

Veertig jaar geleden kregen paren met onvruchtbaarheid hoop door de geboorte van Louise Brown, de eerste 'reageerbuisbaby'. Maar hoewel er nu miljoenen baby's zijn geboren door IVF, kan de techniek geen hulp bieden aan paren die graag een kind willen hebben dat genetisch van hen is, maar die de eieren of het sperma niet hebben om het te maken: mannen van wie de testikels geen sperma produceren, laten we zeggen, of vrouwen die een operatie hebben ondergaan voor eierstokkanker. Sommigen kiezen voor donoreicellen of sperma, maar er is misschien een alternatief onderweg. Wetenschappers boeken gestaag vooruitgang in het kunstmatig maken van menselijke eieren en sperma - de zogenaamde gameten die bij de bevruchting samenkomen - in een petrischaal.

Het idee is om ze te maken van de gewone "somatische" cellen van het lichaam, zoals de huid. De haalbaarheid van zo'n buitengewone transformatie van ons vlees wordt pas 11 jaar erkend. Maar het zorgt nu al voor een revolutie in de geneeskunde en geassisteerde voortplantingstechnologieën kunnen uiteindelijk ook de voordelen ervaren. Als in vitro gekweekte gameten veilig blijken te zijn voor reproductie, zijn de mogelijkheden dramatisch, maar ze kunnen ook verontrustend zijn en veel verder gaan dan het verstrekken van eieren en sperma voor degenen die ze niet hebben. In plaats van een pijnlijke eiproductie- en extractieprocedure te moeten ondergaan waarbij doses hormonen met onzekere langetermijneffecten nodig zijn, zou een vrouw een bijna onbeperkte voorraad eieren kunnen hebben die gemaakt zijn van een stukje huid. Enorme aantallen embryo's kunnen gemakkelijk en pijnloos worden gecreëerd. Wat kunnen we met zo'n keuze?

In 2007 toonden de Japanse biologen Shinya Yamanaka en Kazutoshi Takahashi aan dat een menselijke lichaamscel, zoals een huidcel, kan worden omgezet in een stamcel, het soort cel in een vroeg embryo dat kan uitgroeien tot elk weefseltype in het lichaam. Deze kunstmatig gemanipuleerde cellen worden geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSC's) genoemd en ze worden nu bestudeerd om menselijke organen zoals pancreas en nieren buiten het lichaam te laten groeien voor chirurgische transplantatie. Ze moeten in principe ook eitjes en sperma kunnen vormen.

Deze transformatie van somatische cellen wordt geïnduceerd door ze te injecteren met een cocktail van genen die eiwitten genereren die transcriptiefactoren worden genoemd. Bij normale embryogroei controleren dergelijke eiwitten de genactiviteit en leiden daardoor cellen naar hun "lot" - wat voor soort gespecialiseerde cellen ze in het lichaam worden. Door de juiste factoren kunstmatig toe te voegen, kan een cel van het ene type worden misleid door te denken dat het een ander type is. Yamanaka en Takahashi ontdekten dat slechts vier specifieke transcriptiefactoren voldoende waren om een ​​huidcel te overtuigen zich weer als een stamcel te gaan gedragen. Eenmaal geconverteerd naar een iPSC, kan een cel vervolgens door andere factoren naar een ander lot worden gestuurd.

Een microscopisch beeld van een kolonie geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSC's). Foto: UCLA Broad Stem Cell Research Center/Plath Lab

Maar om gameten te maken, is er een addertje onder het gras. While all our other cells contain two copies of all our genes, packaged on to 46 molecular fibres called chromosomes, eggs and sperm have only one copy: 23 chromosomes in all. When an egg and sperm merge in fertilisation, the full complement of 46 is then restored. So to produce viable germ cells from stem cells, the cells have to undergo a special process called meiosis that halves their number of chromosomes.

It’s not at all easy to recapitulate that process in a petri dish and until recently researchers have only managed to transform iPSCs into precursors of gametes, called primordial germ cells (PGCs), which haven’t yet undergone chromosome-halving meiosis and can’t be fertilised. But last month, a group at Kyoto University in Japan led by Mitinori Saitou reported a big step forward. They have cajoled human PGCs on to the next stage of development, called oogonia cells. It now remains to advance these further to the form called oocytes, which are ready to begin meiosis and become genuine egg cells.

To develop into oogonia, the PGCs need to receive chemical signals from tissues in the ovaries. The Japanese group supplied those signals by culturing the iPSCs alongside cells taken from mouse ovaries. Despite being of a different species, the ovarian cells were able to supply the right prompts. “We did not expect this,” says Saitou, “but tried anyway and were surprised to find it worked.”

Making fully functional eggs from iPSCs is already far more advanced in mice. Saitou’s team have made mouse PGCs in vitro, matured them using ovarian tissue and transplanted them back into the ovaries of live mice, where the cells completed their development into mature eggs. And two years ago they showed that they could carry out the entire reproductive cycle in vitro. They used cultures of ovary tissue to mature the “artificial” eggs, which they fertilised by IVF and grew into mouse embryos. They then harvested the embryonic stem cells and turned them into PGCs for a new cycle.

Whether all this can work for human cells is another matter. Stem cell biologist Werner Neuhausser of Harvard University in Cambridge, Massachusetts, doubts that the mouse ovarian cells will be capable of guiding human oogonia cells all the way to bona fide eggs, although he admits that no one really knows. “We think that we need to use human ovarian cells to mature oogonia into oocytes and then to eggs,” agrees Saitou. “We are working on it now.”

What about artificial sperm? In 2011, Saitou and his colleagues reported that they had used the same strategy to make artificial mouse sperm from the skin cells of adult mice. They first reprogrammed the cells into iPSCs, induced them to become PGCs and then transplanted them into the testes of mice to complete their development into sperm. The researchers used some of this sperm to fertilise mouse eggs, which developed into apparently healthy mouse pups.

Mitinori Saitou of Kyoto University. Photograph: Kyoto University

Neuhausser thinks that Saitou’s approach might also work for advancing human PGCs towards sperm in vitro, by culturing them among mouse testicular cells. But again, whether fully mature sperm could be produced this way isn’t clear. Neuhausser says that it may not prove necessary, though, as even somewhat immature sperm, lacking the swimming “tail”, might be capable of fertilising an egg if injected into it. In 2016, a Chinese team claimed to have made artificial mouse sperm wholly in vitro and used it to fertilise eggs, transferring them into female mice for gestation. But some other scientists working in the field remain sceptical of those claims, which have not been repeated.

“In my view, regeneration of human gametes from somatic cells in the lab is probably just a question of time and effort,” says Neuhausser. “The clinical need for such a technology is of course tremendous, as it would replace donor egg treatments.”

He cautions that extensive testing will be necessary to establish the safety of such a method of assisted conception and that embryos made this way would need to be genetically tested before being implanted in the womb to check for abnormalities. “Even with these safeguards in place we would have to accept some residual risk,” he says. “Ultimately, some patients would have to make a leap of faith if this technology enters clinical trials.” All the same, says bioethicist Henry Greely of Stanford University in California, “I don’t see any show stopper that will keep what is feasible in mice from working in humans.”

If eggs and thus IVF embryos could be produced easily and in large numbers, says Greely, that could change the landscape of assisted conception when combined with the option of genetic screening. This can be done ever more cheaply and quickly for embryos and is currently permitted in the UK for identifying those carrying certain genetic disease mutations.

With such technologies in place, says Greely, “the stage is set for very, very widespread use of embryo selection”.

He foresees a day when IVF clients are presented with lists of characteristics for dozens, perhaps hundreds, of their embryos: this one a male with dark eyes and light brown hair and slightly above average risk of prostate cancer, that one a tall, dark-haired girl with a 55% chance of being in the top half in Sats tests. Given that option of choice, Greely suspects that IVF might eventually become the default method of human reproduction. “I expect that, some time in the next 20 to 40 years… sex [for reproduction] will largely disappear,” he writes in his 2016 book The End of Sex.

The advent of the precision gene-editing tool Crispr-Cas9 in the past five years makes it possible that embryos’ genetic profiles could be further tweaked and refined. Crispr has already been used on human embryos for research purposes, although there remain questions about how safe it is. “The generation of gametes and embryos from somatic cells would really open the door to efficient [gene] editing,” says Neuhausser. “Pretty much any genetic modification could be introduced in iPSC lines derived from somatic cells using Crispr.”

A PGC-derived oogonium. Photograph: Mitinori Saitou/Kyoto University

That conjures up scary images of a genetic elite being bred by those who can afford it, as in the film Gattaca. “But,” says Neuhausser, “the feasibility and cost of embryo screening will largely depend on the efficiency of generation of healthy human embryos from in vitro-derived eggs and sperm. If only one in 1,000 embryos is ‘normal’, this may prove to be too difficult and expensive for routine IVF.”

Making artificial gametes could introduce new permutations into how we reproduce. The somatic cells of both men and women could in principle be transformed into eggs and sperm. So gay couples of both sexes could have babies that were genetically related to both parents, although male couples would need a surrogate mother. Rather more challenging is the notion of a single individual conceiving a child from eggs and sperm both made from his or her cells, what Greely calls the “unibaby” of a “uniparent”, which could become some grotesque vanity project. Equally disturbing is the prospect that genetic parents could include, say, the very elderly, children or even foetuses. The ability to make gametes from any bodily residue we leave lying around – “like cells you leave on beer bottles and wine glasses,” says Greely – opens up other alarming scenarios. You can imagine the celebrity paternity suits already.

We don’t have to worry about it quite yet, though. “I get lots of emails from people saying, ‘My husband is infertile, he’s desperate to have kids,’” says Azim Surani, a developmental biologist at the University of Cambridge University and leading specialist on artificial gametes. “Well, nothing is impossible, but this is very complex if you’re going to think about clinical applications.” He says that to establish feasibility and safety for human reproduction, there would have to be some work first on non-human primates, which is slow. “It probably won’t happen here, but there are facilities in China and Japan that might do it,” he says, adding: “I don’t think it will happen within 10 years.”

But it all comes from a revolution in our understanding of what cells can do. “When I think about it, it is quite astonishing,” says Surani. “Each cell in your body is a potential gamete. This is a profound change in the way we think about cells.”


Rudimentary egg and sperm cells made from stem cells

A feat achieved for the first time in humans could be a step towards a cure for infertility.

Israeli and UK researchers have created human sperm and egg precursor cells in a dish, starting from a person's skin cells. The achievement is a small step towards a treatment for infertility, although one that could face significant controversy and regulatory hurdles.

The experiment, reported online in Cel on 24 December 1 , recreates in humans parts of a procedure first developed in mice, in which cells called induced pluripotent stem (iPS) cells — ‘reprogrammed’ cells that can differentiate into almost any cell type — are used to create sperm or eggs that are subsequently manipulated to produce live births by in vitro fertilization.

In 2012, stem-cell biologist Mitinori Saitou of Kyoto University in Japan and his collaborators created the first artificial primordial germ cells (PGCs) 2 . These are specialized cells that emerge during embryonic development and later give rise to sperm or eggs. Saitou made them in a dish, starting with skin cells reprogrammed to an embryonic-like state through iPS-cell technology (see 'Stem cells: Egg engineers'). They also were able to achieve the same result starting with embryonic stem cells.

Although his cells could not develop beyond this precursor stage in the dish, Saito found that if he placed them in mouse testes, they would mature into sperm, and if he placed them in ovaries, they would mature into functional eggs. Both sperm and eggs could be used for in vitro fertilization.

Efforts to engineer similarly functional gametes in humans have produced PGC-like cells, but with such a low efficiency — success rate of turning stem cells into gametes — that it was difficult for others to expand on the work. . Previous efforts also required the introduction of genes that would render the cells unusable in the clinic.

Free podcast

Ewen Callaway reports on the ethical challenges of using lab-made sperm and egg cells in fertility treatments.

Now a team led by Azim Surani of the University of Cambridge, UK, and Jacob Hanna of the Weizmann Institute of Science in Rehovot, Israel, has replicated the in vitro portion — the “first half”, says Hanna — of Saitou’s efforts in humans.

The key to the biologists’ success was finding the right starting point. A major hurdle to repeating the feat in humans was the fact that mouse and human embryonic stem cells are fundamentally different. Mouse embryonic stem cells are ‘naive' — easy to coax into any differentiation path — whereas human stem cells are ‘primed’ in a way that makes them less adaptable.

But Hanna realized that those differences could be overcome by tweaking the cells, as he and his collaborators reported in 2013 3 . He and his team developed a way of making human stem cells that were naive like those of mice. “The first time we used those cells with the Saitou protocol — boom! We got PGCs with high efficiency,” he says.

Working together, Surani and Hanna were able to use embryonic stem cells and iPS cells, from both males and females, to make gamete precursor cells with 25–40% efficiency

“It is exciting that the Surani and Hanna labs have found a way to generate progenitor germline cells with the highest efficiency ever reported,” says Amander Clark, a reproductive-biology expert at the University of California, Los Angeles.

The cells have many of the hallmarks of primordial germ cells. In particular, their ‘epigenetic’ pattern — chemical modifications to the chromosomes that affect gene expression — was similar to those of primordial germ cells. The team compared protein markers in their artificial PGCs with those in real PGCs collected from aborted fetuses, and found them to be very similar.

“They are as similar to human PGCs as Saitou’s [artificial] PGCs are to real mouse PGCs,” says Hanna.

Saitou says mechanistic insights offered by the paper will probably boost efforts to further understand, and control, this process. In particular, in humans, a protein called SOX17 seems to have a key role that in mice is played by a different protein, called Sox2.

Saitou, who is also working on developing human PGCs in a dish, calls it an “interesting finding”, and says that, overall, the process for creating such cells “is much more clearly defined compared to previous, ambiguous work, and therefore this will be a good foundation for further investigations”. Clark agrees: “It is the special mechanistic insight into human germline development that makes this paper unique,” she says.

In mice, the next step is to introduce the engineered PGCs into testes or ovaries, to complete the ‘second half’ of the Saitou process, their development into functional sperm or eggs.

But Hanna says that he and his collaborators are “not ready to take that plunge” in humans, and others agree that there are still too many unknowns to introduce the artificial PGCs into humans.

He says that they are also considering injecting the human artificial PGCs into the testes or ovaries of mice and other animals, or to try the whole experiment in non-human primates. He says that ongoing efforts by Saitou and others, to complete the process of mouse sperm and egg development in vitro, could lead to a recipe that can be tweaked for humans.

“I’m still gathering my thoughts. We will see after the paper is published what the community will think,” Hanna says.

Clark says that regulators should make way for the human experiments that will be necessary to move the technology to the clinic and potentially enable some sterile men and women to conceive. In the United States, for example, law forbids federal funding of the creation of human embryos for research purposes, something that would be necessary to test the new technology. The restrictions “need to be lifted and replaced with universal guidelines on how to do this research ethically and safely”, she says.

In principle, the process could even be used to derive egg cells from a man's body. These could be fertilized in vitro by another man's sperm and the resulting embryo could then be implanted in a surrogate mother — enabling the two men to have a biological child together. But the technical hurdles would be formidable: in particular, men do not have ovaries in which the precursor cells could be allowed to mature into eggs. Moreover, the idea would be guaranteed to face controversy.

"It is really important to emphasize that while this scenario might be technically possible and feasible, it is remote at this stage and many challenges need to be overcome," Hanna says. Enabling two women to have biological children together seems even more remote, the authors add, because only men have the Y chromosome, which is essential for the production of sperm cells.


How many donor-egg cycles before success?

One of the most common frequently asked questions when it comes to getting started with donor-egg IVF is how many cycles are necessary before achieving pregnancy.

Thanks to the high success rates reached with these treatments, statistics show that a large number of patients are able to become pregnant on the first try.

Should a successful pregnancy not be achieved on the first try, it is estimate that the success rates after the third attempt reached 90% in most cases.

However, one should keep in mind that determining the precise number of attempts that each patient will need is difficult, as it varies on a case-by-case basis, and at the same time is dependent on various factors.

Reasons donor-egg IVF fails

The success rates of IVF treatments with donor eggs are generally high. However, the ultimate goal may not always be achieved, either because the embryos are unable to implant, or due to a miscarriage. This may happen as a consequence of:

Uterine abnormalities Polyps, endometriosis, an intrauterine adhesion or septum, among others. As they may prevent or hinder implantation, surgery may be required before getting started with the treatment. Immune disorders The immune system should be working properly for implantation and a successful pregnancy to occur, as the mother's body should be capable of "accepting" the embryo. Blood clotting disorders (hypercoagulability) Clotting properly is essential for the chances for embryo implantation to rise, and therefore for a term pregnancy to take place. Genetic disorders The sperms may carry a genetic abnormality that prevents the embryo from developing. Poor embryo quality Low-quality spermatozoa may lead to poor-embryo quality. Also, it is possible, though unusual, for donor-egg quality to be low, in which case choosing another donor would be advisable.


Children with two genetic fathers? It's possible

It’s been a criticism from anti same-sex marriage advocates, and a painful reality for gay couples – two same-sex partners cannot conceive a child which is genetically their own.

But that may not always be the case, there are several scientific routes which would allow same-sex couples to have their own biological children.

In 2010 researchers in the US published a report on a process called in vitro gametogenesis, which they said they had used to produce ‘viable’ male and female mice from two fathers.

In 2015 scientists at Cambridge University in conjunction with the Weizmann Institute of Science created human egg and sperm cells using skin cells.

Think it takes a woman and a man to make a baby? Denk nog eens na. (Getty Images)

The process relies on embryonic stem cells – cells which have the potential to become any type of cell – which are ‘programmed’ to turn into eggs and sperm.

Ultimately, the technology would mean a woman’s cell could be converted into sperm cells while a man’s cells could be used to produce an egg. The other partner would contribute their sex cells as per usual.

For Lesbian couples, one of the partners could carry the child. For gay men, a surrogate would need to be found.

Last year, Dr Sonia Suter, examined the social, legal and scientific implications of the research.

“Research on human cells suggests that in vitro gametogenesis with reproductive potential may one day be possible with humans,” she wrote.

“This technology would allow same-sex couples to have children who are biologically related to both of them allow single individuals to procreate without the genetic contribution of another individual and facilitate “multiplex” parenting, where groups of more than two individuals procreate together, producing children who are the genetic progeny of them all,” she said.

Stem cell research as a whole has been met with controversy, so it might be some time before in vitro gametogenesis becomes viable for same-sex couples. (AAP)

Dr Suter concluded that the process would be beneficial and preferable to current procedures in some contexts, but substantially more problematic in others. Multiplex parenting was a particularly unique issue.

But on same-sex couples, Dr Suter concluded that 'ethical' concerns were not well founded. In any case, they had been overtaken by reality, with same-sex parents able to adopt children or access current forms of reproductive technology.

The new process could be of real benefit to same sex couples, she concludes, because it gives them legal and genetic certainty – as well as providing a more regular biological structure (ie. Those raising the child are also the biological parents, unlike the case of surrogacy or adoption).

“As long as we countenance other methods of ART [Assisted Reproduction Therapy] that allow parents to form genetic links with their future child, as we have done with dual-gendered couples, equality argues for similar options for same-sex couples or dual-gendered families who cannot benefit from current methods of ART,” she concludes.

But putting the process into practice could be some way off, researchers say.

“The only way to demonstrate the effectiveness and safety of these techniques in humans is to use in vitro gametes (sex cells) to try to produce viable offspring in controlled settings – when and if we deem it sufficiently safe to do so,” Dr Suter said.

The stem cell route may be a superior route than one earlier proposed method, which drew on the experience of cloning.

That process, which was advanced as a possibility over a decade ago, would have removed genetic material from a female’s egg and replaced it with genetic material from a male’s cell.

The potential mixing of genetic material, the fact that it was not a ‘natural’ egg, and concerns over the viability of cloned animals all make that process less than ideal.


The Big Question: Are scientists now really able to make sperm and egg cells in the lab?

Scientists in the United States led by Renee Reijo Pera of Stanford University School of Medicine have made primitive sperm and egg cells from stem cells taken from spare human embryos left over after IVF treatment. The emphasis is on "primitive" because they are not the fully-formed, mature sperm or eggs that are normally involved in conception. In scientific terms these cells are "germ cells", the immature cells that can, ultimately, give rise to sperm and eggs if they are allowed to develop further.

Why have they done this?

The aim is to understand the complicated biological processes behind the formation of human sperm and eggs. Eventually, it may be possible to use this information to make what are called "in vitro-derived gametes" or synthetic sperm and eggs.

This would be of great benefit to men and women who cannot produce their own gametes because it would allow them to become parents of their own biological children. But the basic scientific information gathered from this study would in any case further our understanding of how human sperm and eggs are formed, which would be very useful in terms of developing new treatments for both and male and female infertility.

What is the use of being able to make sperm and eggs from IVF embryos?

If it becomes possible to make sperm and eggs from spare IVF embryos it shows that the technique is a viable method of producing synthetic gametes in a test tube. However, ideally it would be important to do the same with cloned human embryos, derived from the skin cells of the person who is infertile. This will mean that infertile men could produce their own sperm, and infertile women could make their own eggs. It might even be possible for men to produce eggs and women to produce sperm, enabling same-sex couples to produce their own biological children with an equal genetic inheritance from each gay parent.

How far did the scientists get in making sperm and eggs?

The germ cells of both men and women start developing early in the life of a human embryo, long before adolescence and even birth. Dr Reijo Pera and her colleagues were able to identify the cells of the early IVF embryos that were destined to become these germ cells with the help of a green fluorescent marker gene that was only turned on in those embryonic cells earmarked for making sperm and eggs.

Dr Reijo Pera then tinkered with a number of known genes thought to be involved in germ-cell development and identified three, named DAZ, DAZL and BOULE, that are vital for a germ cell to mature into an egg or a sperm cell. She found that the DAZL gene was necessary to transform an embryonic stem cell into a germ cell, and the two other genes were important in the later developmental stages involving a type of cell division known as meiosis, which is critical for making sperm and eggs.

Dr Reijo Pera and her team managed to get quite a long way towards making mature sperm cells resulting from meiosis, but the egg cells were at a less-mature stage with incomplete meiotic cell division.

What is meiosis and why is it so important in the formation of sperm and eggs?

Normally, when cells divide into two, they keep the same number of chromosomes in each of the "daughter" cells. However, the unique feature of sperm and eggs is that the number of chromosomes are halved (to 23 in humans). This is important because when the male and female sex cells fuse together during conception, the chromosomes of the fertilised egg must revert to the normal number of chromosomes, which is 46 in humans.

In other words, meiosis is a type of cell division that allows the number of chromosomes of the "mother cell" to divide in half. So any attempt to make synthetic gametes in the laboratory has to stimulate meiotic cell division so that the resulting, synthetic sperm and the eggs each have only 23 chromosomes.

This is one of the reasons why making sperm and eggs from embryonic stem cells is so much more complicated than making the other specialised tissues of the body, such as heart muscle or brain cells, from embryonic stem cells.

What did the scientists say about their research?

"Our goal is to understand how you make eggs and sperm," said Dr Reijo Pera. "We know almost nothing about human reproductive development, and this gives us a new way to investigate it. The hope is some day to help those who are infertile. Ten to 15 per cent of couples are infertile. About half of these cases are due to an inability to make eggs or sperm, and yet deleting or increasing the expression of genes in the womb to understand why is both impossible and unethical.

"Figuring out the genetic 'recipe' needed to develop human germ cells in the laboratory will give us the tools we need to trace what's going wrong for those people."

What did other scientists say about the research?

One leading figure in the field, Darren Griffin, professor of genetics at the University of Kent, said: "This is a very elegant study. Although the [study] describes the transformation of stem cells into cells that are akin to gametes, it is important to note that the main significance of the work is not to attempt to generate gametes for couples who do not produce them naturally. Rather, the work describes a system in which various aspects of germ-cell development can be studied in a dish, rather than relying on animal models or removing bits of people's gonads."

Allan Pacey, lecturer in andrology at Sheffield University, said: "Ultimately, this may help us to find a cure for male infertility. Not necessarily by making sperm in the laboratory, which I personally think that is unlikely, but by identifying new targets for drugs or genes that may stimulate sperm production to occur naturally. This is a long way off, but it is a laudable dream."

So how far off are we from synthetic sperm and eggs, and what are the ethical implications?

Some commentators believe it is at least five years away. Other studies in mice have shown that it is possible to produce viable sperm, but synthetic eggs could be more of a problem. One study purporting to produce human sperm earlier this year had to be retracted because of editing errors in the scientific paper, although the scientists involved believe the science itself was sound.

As regards the ethics, the law in Britain currently bans the use of synthetic gametes in IVF treatment. But if they are shown to be safe, or at least as safe as naturally-produced sperm and eggs, there should be no overwhelming scientific objection to their use for treating male or female infertility. However, many people may not be happy with the idea allowing same-sex couples to use he technique in order have their own biological children.

Should we welcome the idea of making human sperm and eggs in a test tube?

* It offers the hope of children for both infertile men and women who cannot make their own gametes

* Even if scientists don't make eggs and sperm, our understanding of infertility will be advanced

* One day it might lead to same-sex couples having their own biological children

* This research is based on studies with human embryos and as such it is unethical

* It will lead to future develpments in this field that many will find unwelcome

* It is tinkering with nature and in any case the world is already suffering from human overpopulation


If I Use Donor Eggs Will The Baby Look Like Me

Navigating fertility challenges is a long and complex process that millions of people face every year worldwide. It is for these reasons that if you are going through challenges with fertility you will have numerous questions that need answers. Questions come up anywhere between how painful will the process be to questions about bonding with a baby conceived with medical help. For those who have chosen for one reason or another to utilize an egg donor to improve conception outcomes, one of the most typical and recurrent questions asked is “if I use Donor Eggs Will The Baby Look Like Me?” The short answer to that question is this it depends. There is not a simple answer to this question much like there is not a simple answer to the question “will i love my donor egg baby?”

Most are quick to say the answer is no when they are asked, “does a baby conceived via donor eggs resemble birth mom?” However, a simple ‘no’ is the wrong answer. What does it depend on exactly? There is a number of factors that independently and collectively influence how much donor egg babies will resemble the birth mother physically. A major factor playing a role in this is the means of which you use to choose your egg donor. The most commonly used method of doing this is to use an agency to search for a donor. Egg donors who donate through agencies are heavily screened and evaluated in aspects such as physical features, personality, family history, health records, etc. What this does is allow recipients to search for and browse through donors, enabling the recipient some autonomy in what the door looks like, how their health is, what their family history shows, what skills they have, etc. By having control over the physical features of the egg donor, you then have some control over the physical features of the donor egg babies. In a way, you are able to choose what will make your babies personality and what predetermined traits they will have. You can even take it a step further and use some natural methods to increase your chances of having a specific gender.

Another practice frequently seen with egg donation is when the recipient receives donor eggs from a biological family member of theirs. While reasons to use this method vary and are not isolated to physical appearance, one reason is to ensure that the egg donor baby will carry some portion of the same DNA as the recipient. This method does not always guarantee that the child will resemble you, as even genetically related full siblings can come out not noticeably resembling each other in physical appearance. Even without the presence of fertility challenges and interventions, often times physical traits can be known to skip a generation as well. So when using this method for picking out your egg donor, the answer to the question of “if I use Donor Eggs Will The Baby Look Like Me,” is that they probably will but there are no guarantees.

Even if criteria based searches through an agency and family member donation are not used, there is still no guarantee that your egg donor baby will not look like you. There is also the possibility that you will be asking yourself, how is it that my donor egg baby looks like me? Due to recent research and development in the area of fertility, it has been discovered that even if the egg has completely different genetic material then the recipient, they still have influence on the genes of the baby between conception and birth. This is all thanks to the embryonic fluid that the baby lives in for nine months. Micro RNA’s or molecules that double as a communication system between the mother and the baby actually have the ability to moderate the presentation of the babies genes. However this process is not isolated to just physical trait genes, but also has an influence on personality genes, reproductive predispositions when it comes to the possibility of multiples, and genes that carry disease from one generation to another. Armed with this information, you now have a better understanding on the topic if someone were to ask you about “how my donor egg baby looks like me.”

Often times having no certain answer to questions about interventions for fertility challenges can stop a recipient from considering egg donation as an option. Now when your nosy Aunt Gertrude asks you “does a baby conceived via donor eggs resemble birth mom,” you can soundly answer yes and know how to back that up with facts. After having read this information you can also silence doubts associated with having a baby that is not your DNA. You will be able to bond with your baby and have peace of mind that the answer to the question “will i love my donor egg baby?” will always be yes.


Bekijk de video: IVFICSI-behandeling in het LUMC: laboratorium en terugplaatsing (Januari- 2022).