Testis je odgovoran za proizvodnju sperme i sintezu testosterona. Abnormalnosti u razvoju i funkciji testisa dovode do poremećaja u razvoju pola (DSD) i muške neplodnosti. Trenutno ne postoji in vitro sistem za modeliranje testisa.
Dr Nitzan Gonen, istraživač specijalizovan za proces određivanja pola fetusa, zajedno sa studentima istraživanja Avijom Stopel, Čeli Lev i Stav Dahari, uspeo je da stvori „laboratorijske testise“ koji mogu značajno unaprediti razumevanje mehanizama uključenih u određivanje pola. i pružaju rešenja za mušku neplodnost, koja pogađa 1 od 12 muškaraca širom sveta.
Veštački testisi proizvedeni u laboratoriji dr Gonena na Gudmanovom fakultetu prirodnih nauka i Institutu za nanotehnologiju i napredne materijale na Univerzitetu Bar-Ilan su organoidi testisa—sićušni veštački organi proizvedeni od pravih testisa miša. Razvoj organoida je veoma napredovao u poslednjoj deceniji sa spoznajom da dvodimenzionalni ćelijski uzorci in vitro ne mogu da oponašaju ponašanje celog organa.
Danas su već proizvedeni organoidi mozga, bubrega, creva i drugih organa. Organoidi testisa koje je stvorila Gonenova grupa blisko simuliraju prirodni testis.
Veštački testisi su kultivisani iz nezrelih ćelija testisa uzorkovanih od neonatalnih miševa. Istraživački tim je shvatio da je procedura bila uspešna kada su identifikovali strukture nalik na tubule i ćelijsku organizaciju koja veoma podseća na in vivo testis. Ove cevaste strukture su paralelne sa višestrukim seminifernim tubulima prisutnim u prirodnom testisu, gde se proizvodi sperma.
Organoidi su uspešno kultivisani in vitro tokom devet nedelja. Ovo se smatra dugim vremenskim periodom i može, teoretski, biti dovoljno vremena da se završi proces proizvodnje sperme i lučenja hormona. Kod miševa ovo traje 34 dana, tako da relativno dug životni vek organoida može omogućiti da se ovi procesi odvijaju in vitro.
Dr Gonen još ne zna da li će postojeći model zaista proizvoditi spermatozoide, ali laboratorijski tim je već primetio znake početka mejoze, procesa u kome se proizvode gamete. Gamete su reproduktivne ćelije, u ovom slučaju spermatozoidi sa upola manjim brojem hromozoma kao u normalnoj ćeliji, koje „čekaju” završetak druge polovine od druge gamete, u ovom slučaju, jajeta, nakon oplodnje.
Organoidi obično podsećaju na organe u embrionalnoj fazi. U ovom slučaju, istraživači su stvorili uslove koji su omogućili organoidu da sazre u laboratoriji i pokazali da čak i testisi izrasli iz embrionalnih ćelija mogu da se razviju i rastu prozirne spermatozoide. Tim je bio neuspešan u pokušaju da uzgaja organoide iz testisa odraslih miševa.
„Veštački testisi su obećavajući model za osnovna istraživanja razvoja i funkcije testisa, koji se mogu prevesti u terapeutske primene za poremećaje seksualnog razvoja i neplodnosti“, objašnjava dr Gonen.
U budućnosti planira da proizvodi organoide koristeći ljudske uzorke. Testis proizveden od ljudskih ćelija, na primer, mogao bi da pomogne deci koja se leče od raka, što može umanjiti njihovu sposobnost da proizvode funkcionalnu spermu. Pošto su deca suviše mlada da bi proizvela sopstvenu spermu, ovi uzorci se mogu zamrznuti i koristiti u budućnosti za rađanje dece. Gonenova vizija je da uzgaja organoide testisa iz biopsija dece obolele od raka i nadamo se da raste plodna sperma in vitro.
Nalazi ove studije nedavno su objavljeni u Međunarodnom časopisu bioloških nauka.
