Naukowcy wyhodowali sztuczny zarodek z mózgiem i bijącym sercem. „To niewiarygodne, że udało nam się do tego dojść”

Naukowcy z Wielkiej Brytanii bez użycia nasienia i komórki jajowej wyhodowali syntetyczny zarodek, który ma mózg i bijące serce. Ich badania mogą pomóc w zrozumieniu ludzkiej płodności, zaburzeń rozwojowych i zapewnić nową drogę rozwoju tkanek lub narządów do przeszczepów hodowanych w laboratorium. 

Sztuczny embrion z mózgiem i bijącym sercem

Niezwykłego przełomu w medycynie dokonali naukowcy z University of Cambridge i California Institute of Technology, pod kierunkiem polskiej embriolożki, prof. Magdaleny Żernickiej-Goetz. Badacze wygenerowali sztuczny embrion myszy wraz z mózgiem i bijącym sercem, używając trzech rodzajów komórek macierzystych, które mogą rozwinąć się w prawie każdy typ komórek w ciele.

Wyniki są kulminacją ponad dziesięciu lat badań i mogą pomóc zrozumieć, dlaczego niektóre embriony nie są w stanie rozwinąć się do fazy płodowej. Technika ta może pewnego dnia zostać wykorzystana także do stworzenia sztucznych narządów ludzkich do przeszczepów.

„To otwiera drogę do badania wielu innych genów, których wpływu na tworzenie się tkanki nerwowej nie znamy. Nasz model embrionu myszy nie tylko ma mózg, ale i bijące serce, kluczowe elementy ciała. To niewiarygodne, że udało nam się do tego dojść. Nasze środowisko marzyło o tym od lat, pracowaliśmy nad tym od dekady, wreszcie zdołaliśmy tego dokonać” – wyjaśnia prof. Żernicka-Goetz.

„To otwiera nowe możliwości”

W badaniu opublikowanym w czasopiśmie „Nature” naukowcy wyjaśniają, że zmodyfikowali aktywność określonego zestawu genów i stworzyli unikalne środowisko dla ich interakcji. Dzięki temu komórki mogły komunikować się między sobą. Następnie wytworzyły struktury, które przeszły przez kolejne fazy rozwoju do momentu wytworzenia serca i fundamentów mózgu, a także pęcherzyki żółtkowe, przez które pobierały składniki odżywcze w pierwszych tygodniach.

„To otwiera nowe możliwości badań mechanizmu rozwoju tkanki nerwowej. Pokazaliśmy, że wyłączenie genu, o którym wiemy, że ma kluczowe znaczenie dla rozwoju tej tkanki, powoduje u sztucznych embrionów podobne zaburzenia, jak u zwierząt niosących taką mutację” – dodaje prof. Żernicka-Goetz.

Badacze podkreślają, że ich odkrycie ma niezwykle ważne znaczenie dla zrozumienia wczesnego etapu rozwoju embrionu. By ten mógł się rozwijać, w pierwszym tygodniu po zapłodnieniu rozwijają się trzy typy komórek macierzystych. Pierwszy tworzy ciało embrionu, kolejny odpowiedzialny jest za tworzenie pęcherzyka żółtkowego, a ostatni typ prowadzi do rozwoju łożyska, które łączy embrion z organizmem matki. Jak zaznacza Żernicka-Goetz, ten etap ciąży jest odpowiedzialny za to, co dzieje się z ciążą w następnych miesiącach.

„Jeśli wtedy coś pójdzie nie tak, ciąża nie zakończy się sukcesem (…) Stworzenie sztucznego embrionu z komórek macierzystych daje nam dostęp do rozwijających się struktur, do których ze względu na zagnieżdżenie w organizmie matki, nie mamy normalnie dostępu. To pozwala nam manipulować genami tak, by można było poznać ich rolę w procesach rozwoju. Ten okres życia człowieka jest tak zagadkowy, że możliwość obserwacji i wpływu w laboratorium na poszczególne grupy komórek, poznawania co może zawieść, jest czymś szczególnym” – tłumaczy.

Badania przeprowadzono na modelach mysich, jednak naukowcy opracowują podobne modele ludzkie. Mają nadzieję, że pomogą one zrozumieć mechanizmy stojące za kluczowymi procesami, których nie dałoby się zbadać na prawdziwych embrionach.

Źródło: www.nature.com