27 проектов ученых Казанского федерального университета вошли в перечень поддержанных по итогам конкурса 2022 года на получение грантов РНФ по приоритетному направлению деятельности «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами».
Среди них – проект «Исследование влияния искусственных микровезикул из мезенхимных стволовых клеток на качество спермы после криоконсервации» ведущего научного сотрудника НИЛ «Регенеративная ветеринария» Института фундаментальной медицины и биологии Казанского федерального университета Елены Закировой.
По ее мнению, искусственное оплодотворение и криоконсервация сперматозоидов являются величайшими достижениями, которые произвели революцию в селекции. В настоящее время в условиях постоянно растущего населения планеты существует необходимость повышения эффективности и устойчивости воспроизводства поголовья сельскохозяйственных животных.
«Повышение плодовитости сельскохозяйственных животных, особенно крупного рогатого скота, во всем мире имеет важное значение для решения продовольственной проблемы растущего населения. При этом замораживание спермы животных считается обязательным условием сохранения генетического материала от особей с более высокой племенной ценностью или у животных, находящихся под угрозой исчезновения в результате какой-либо болезни или стихийного бедствия», – ввела в курс дела Е. Закирова.
Также остро стоит вопрос о сохранении половых клеток у редких особей/видов животных, демонстрирующих плохие характеристики образцов спермы после криоконсервации.
«Например, это актуально для улучшения результатов искусственного оплодотворения у домашних и диких кошачьих, особенно снежных барсов, которые трудно размножаются даже в своей естественной среде обитания и практически не размножаются в неволе, – пояснила ученый. – Среди репродуктивных технологий, используемых в сельском хозяйстве, искусственное осеменение является одной из важных технологий.
При этом качественная криоконсервация спермы повышает эффективность и успешность искусственного осеменения. Несмотря на достаточно длительный период использования криоконсервации в качестве сохранения спермы, процедуры замораживания не всегда эффективны, так как при размораживании образцов обнаруживается большое количество сперматозоидов, имеющих повреждения, которые приводят к потере фертильности после замораживания. Восстановление поврежденных замораживанием сперматозоидов считается крайне важным для улучшения их жизнеспособности и фертильности после оттаивания».
Известно, что стволовые клетки, полученные из костного мозга, выделяют паракринные факторы, усиливающие клеточную защиту и запускающие антиапоптотические и антиоксидантные механизмы. А микровезикулы – производные стволовых клеток, имеют сходные с родительскими клетками эффекты.
«Возможно, применение искусственных микровезикул из стволовых клеток может защитить сперму от отрицательных последствий криоконсервации, таких как окислительный стресс, апоптоз, повреждение ДНК и потеря митохондриальной активности. Это позволит заполнить серьезные пробелы в знаниях и технологиях долговременного хранения половых клеток», – считает ведущий научный сотрудник.
Это научное направление имеет важное значение для зоотехники и биотехнологии сохранения различных видов животных. Принцип сохранения целостности сперматозоидов в процессе замораживания образцов спермы у животных может быть использован и в репродуктивной медицине. Таким образом, одним из определяющих факторов результативности искусственного осеменения является совершенствование методов хранения спермы животных в охлажденном или глубокозамороженном состоянии.
«Эксперименты in vitro планируется провести с использованием стволовых клеток и сперматозоидов крысы, это связано с тем, что сельхозживотные не являются лабораторными животными, первичные данные о влиянии микровезикул на криоконсервацию семени будут получены с использованием классического лабораторного животного – крысы. На проведение работ уже получено разрешение локального этического комитета КФУ. Сейчас мы проводим выделение, культивирование и характеристику мезенхимных стволовых клеток крыс, из которых затем будем получать искусственные микровезикулы, исследовать их влияние на сперматозоиды крыс», – подытожила Закирова.