Oamenii de știință au crescut un embrion sintetic de șoarece cu un creier și o inimă care bătea

Embrion natural de șoarece (stânga) și embrion crescut în laborator (dreapta). (Amadei și Handford)

Ascultarea cu urechea la primele conversații între țesuturi dintr-o viață în curs de dezvoltare ne-ar putea spune multe despre creșterea organelor, fertilitate și boli în general. Ar putea ajuta la prevenirea avorturilor spontane precoce sau chiar ne-ar putea spune cum să creștem organe de înlocuire întregi de la zero.

Într-un salt monumental înăuntru celulă stem Research, un experiment condus de cercetători de la Universitatea Cambridge din Marea Britanie a dezvoltat un model viu al unui embrion de șoarece complet cu țesuturi ale inimii care flutură și începuturile unui creier.

Cercetarea avansează recentul succes a unei echipe formată din unii dintre aceiași oameni de știință care au depășit limitele mimării dezvoltării embrionare a șoarecilor folosind celule stem care nu văzuse niciodată interiorul pântecului unui șoarece.

În trecut, cercetătorii în embriologie s-au concentrat în mare măsură pe smulgerea celulelor stem alese din părți ale unui embrion care ar crește într-un animal și pe încurajarea lor să prolifereze în sticlărie pline de nutrienți special selectați.

De-a lungul anilor, această metodă a dus la aglomerări de celule care conțin structurile de bază ale unui intestin și un pliu de țesuturi numit tub neural.

Ceea ce așa-numitul model „gastruloid” conține în formă, însă, îi lipsește funcția. Multe caracteristici care se așteaptă să se dezvolte împreună cu aceste țesuturi nu sunt prezente, ceea ce face mai dificilă tragerea de paralele între model și un embrion în creștere autentic.

Există modalități de a încuraja să apară structuri asemănătoare creierului, precum și țesutul cardiac funcțional și un tub intestinal mai complex. Cu toate acestea, soluțiile bazate pe supe hormonale relativ simple pot merge doar atât de departe.

Fie că este vorba despre șoarece sau elan, sau oameni sau cai, toate mamiferele placentare încep viața în aproximativ același mod. La scurt timp după fertilizare, prima celulă se desparte până când apar trei domenii de bază ale țesutului: unul care procedează la crearea animalului în sine și două care contribuie la organele care facilitează creșterea acestuia în interiorul mamei.

În cazul în care primul poate genera un embrion model (sau embrioid) pe cont propriu, având în apropierea celui de-al doilea grup de celule placentare se asigură negocierile chimice necesare care promovează o litanie de mici schimbări în animalul în curs de dezvoltare.

Amestecând celule stem reprezentative din aceste trei grupuri majore de țesuturi și îmbunătățind metodele anterioare pentru dezvoltarea lor in vitro (adică într-un vas) într-un embrioid, echipa a descoperit că modelul lor ar putea progresa sub propriile aburi pentru a dezvolta un sistem nervos echivalent cu un embrion natural de șoarece la 8,5 zile după concepție.

Pasul este unul mic, echivalent cu doar o singură zi de dezvoltare pentru un șoarece nenăscut. Dar se pot întâmpla multe în acele 24 de ore de gestație.

Embrioidul sintetic conținea, de asemenea, țesut fundamental al inimii care s-a zvâcnit și începuturile unui intestin, precum și începutul structurilor care într-un embrion real ar putea construi părți ale scheletului, mușchilor și alte țesuturi de sub piele.

Pe cont propriu, modelul nu va continua să se dezvolte în ceva asemănător unui pui de șoarece înfloritor. Știința este departe de a fi capabilă să producă ceva atât de avansat ca un organ funcțional numai din celule stem, cu atât mai puțin un animal întreg.

În timp ce asemănarea este destul de semnificativă în cercetare, este – ca să spunem așa – doar adânc în piele, fără semnalele care l-ar vedea transformându-se în organismul complet format pe care îl modelează.

Având o colecție de țesuturi care reflectă în mod autentic dezvoltarea în afara unui corp, oferă cercetătorilor posibilitatea nu numai de a observa, dar și de a testa din punct de vedere etic schimbările genetice care ar putea ajuta la îmbunătățirea înțelegerii noastre asupra modului în care corpul nostru crește.

„Această perioadă a vieții umane este atât de misterioasă, așa că pentru a putea vedea cum se întâmplă într-un vas – pentru a avea acces la aceste celule stem individuale, pentru a înțelege de ce atât de multe sarcini eșuează și cum am putea preveni acest lucru. – este destul de special, spune Magdalena Zernicka-Goetz, biolog de dezvoltare la Universitatea Cambridge din Marea Britanie.

Cercetătorii notează că există deja dovezi ale modalităților prin care pot optimiza în continuare procesul pentru a emula mai bine dezvoltarea naturală.

Desigur, întrebarea filozofică când o „copie apropiată” devine „prea apropiată” este una discutată deja de legislatorii britanici, limitând creșterea embrionilor umani în laborator la doar 14 zile.

Cu cercetările viitoare care urmăresc să schimbe celulele de șoarece pentru a avansa dezvoltarea embrionului uman existent , este o întrebare provocatoare care trebuie să fie desfășurată.

Este un echilibru important de găsit, având în vedere recompensele puse în joc, chiar și în domenii în afara embriologiei.

„Există atât de mulți oameni în întreaga lume care așteaptă ani de zile pentru transplanturi de organe”, spune Zernicka-Goetz.

„Ceea ce face ca munca noastră să fie atât de interesantă este că cunoștințele care rezultă din ea ar putea fi folosite pentru a crește organe umane sintetice corecte pentru a salva vieți care sunt în prezent pierdute”.

Cercetarea a fost publicată în Natură .

Despre Noi

Publicarea Faptelor Independente, Dovedite Ale Rapoartelor Privind Sănătatea, Spațiul, Natura, Tehnologia Și Mediul.