Криоконсервация и фертильность: Ученые раскрыли причины снижения репродуктивного потенциала после заморозки

Новое исследование, опубликованное в журнале «Stem Cell Reports», выявило молекулярные механизмы, лежащие в основе снижения фертильности после длительной криоконсервации тестикулярной ткани. Работа, проведенная под руководством Эойна Уилана (Eoin Whelan) и Ральфа Бринстера (Ralph Brinster) из Университета Пенсильвании (University of Pennsylvania), открывает путь к улучшению методов сохранения фертильности у мальчиков, перенесших лечение от рака.


Методы исследования

Ученые использовали мультиомные технологии (single-cell RNA-seq и snATAC-seq) для анализа сперматогенеза у мышей и крыс. Основные этапы работы:

  1. Сравнение эпигенетических изменений в клетках после краткосрочной и долгосрочной (до 20 лет) криоконсервации.

  2. Трансплантация замороженных клеток в семенники бесплодных животных.

  3. Анализ экспрессии генов и доступности хроматина на всех стадиях развития сперматозоидов.

Ключевые инструменты:

  • Картирование регуляторных сетей генов (GRN).

  • Идентификация 40 консервативных транскрипционных факторов, критичных для сперматогенеза.


Результаты

  1. Эпигенетические нарушения:
    Долгосрочная заморозка вызывает стойкие изменения в хроматине, особенно после стадии мейоза. Это снижает скорость производства сперматозоидов на 30–50% по сравнению с краткосрочным хранением.

  2. Клинический случай:
    В 2023 году 24-летний пациент, криоконсервировавший ткань в детстве, успешно прошел трансплантацию под руководством Кайла Орвига (Kyle Orwig) из Университета Питтсбурга (University of Pittsburgh).

  3. Различия между видами:
    У крыс и мышей обнаружены уникальные паттерны экспрессии гена Id4, что подчеркивает необходимость видовоспецифичных подходов.


Значение для медицины

  • Персонализированные методы: Атлас генной регуляции поможет корректировать эпигенетические повреждения перед трансплантацией.

  • Новые терапии: Блокировка дефектных регуляторных путей может восстановить фертильность.

Ральф Бринстер (Ralph Brinster):
«Наша работа — это основа для технологий, которые вернут возможность иметь детей тем, кто потерял ее из-за рака».


Заключение

Исследование не только объясняет причины неудач криоконсервации, но и предлагает пути их преодоления. Следующий шаг — клинические испытания методов коррекции эпигенетических нарушений.

Литература:
Eoin C. Whelan et al, Single-cell multiomic comparison of mouse and rat spermatogenesis reveals gene regulatory networks conserved for over 20 million years, Stem Cell Reports (2025). DOI: 10.1016/j.stemcr.2025.102449