Учени отгледаха синтетичен ембрион на мишка с мозък и туптящо сърце

Естествен миши ембрион (вляво) и лабораторно отгледан ембрион (вдясно). (Амадей и Хандфорд)

Подслушването на най-ранните разговори между тъкани в нововъзникващ живот може да ни каже много за растежа на органите, плодовитостта и болестите като цяло. Може да помогне за предотвратяване на ранни спонтанни аборти или дори да ни каже как да отглеждаме цели заместващи органи от нулата.

В монументален скок стволови клетки изследване, експеримент, ръководен от изследователи от университета в Кеймбридж в Обединеното кралство, е разработил жив модел на ембрион на мишка, пълен с трептене на сърдечни тъкани и зачатъци на мозък.

Проучването напредва скорошния успех на екип, състоящ се от някои от същите учени, които прокараха границите на имитирането на ембрионалното развитие на мишки, използвайки стволови клетки който никога не е виждал вътрешността на миша утроба.

В миналото изследователите в областта на ембриологията са се фокусирали основно върху изтръгването на избрани стволови клетки от части на ембрион, които биха прераснали в животно, и насърчаването им да се размножават в стъклени съдове, пълни със специално подбрани хранителни вещества.

През годините този метод е довел до струпвания от клетки, съдържащи основните начални структури на червата и гънка от тъкани, наречена неврална тръба.

Това, което така нареченият „гаструлоиден“ модел съдържа във форма обаче, му липсва във функция. Много характеристики, които се очаква да се развият заедно с тези тъкани, не присъстват, което прави по-трудно да се направят паралели между модела и автентичен растящ ембрион.

Има начини да насърчите появата на мозъчни структури, както и функционираща сърдечна тъкан и по-сложна чревна тръба. И все пак заобиколните решения, базирани на сравнително прости хормонални супи, могат да стигнат само толкова далеч.

Независимо дали става въпрос за мишка или лос, или за хора или коне, плацентарните бозайници започват живота си по приблизително един и същ начин. Малко след оплождането, първата клетка се разделя, докато има три основни области на тъканта: една, която продължава да създава самото животно, и две, които допринасят за органи, които улесняват растежа му в майката.

Когато първият може сам да генерира моделен ембрион (или ембриоид), наличието на вторите две групи плацентарни клетки наблизо осигурява необходимите химически преговори, които насърчават редица малки промени в развиващото се животно.

Смесвайки стволови клетки, представителни от тези три основни групи тъкани, и подобрявайки предишни методи за тяхното развитие in vitro (това означава в чиния) в ембриоид, екипът откри, че техният модел може да напредва със собствена пара, за да развие нервна система, еквивалентна на естествен миши ембрион на 8,5 дни след зачеването.

Стъпката е малка, еквивалентна само на един ден развитие за неродена мишка. Но много неща могат да се случат през тези 24 часа от бременността.

Синтетичният ембрион също така съдържа основната сърдечна тъкан, която извива един удар и началото на червата, както и началото на структури, които в истинския ембрион могат да изградят части от скелета, мускулите и други тъкани под кожата.

Сам по себе си моделът не би продължил да се развива в нещо като процъфтяващо бебе мишка. Науката далеч не е в състояние да произведе нещо толкова напреднало като функционален орган само от стволови клетки, да не говорим за цяло животно.

Въпреки че приликата е доста значителна в изследванията, тя е – така да се каже – само дълбока, без сигнали, които биха я видели да се трансформира в напълно оформения организъм, който моделира.

Наличието на колекция от тъкани, която автентично отразява развитието извън тялото, предоставя на изследователите възможност не само да наблюдават, но и етично да тестват генетични промени, които биха могли да помогнат за подобряване на нашето разбиране за това как нашите тела растат.

„Този ​​период от човешкия живот е толкова мистериозен, така че да можем да видим как се случва в една чиния – да имаме достъп до тези отделни стволови клетки, да разберем защо толкова много бременности се провалят и как бихме могли да предотвратим това да се случи – е доста специален, казва Магдалена Зерничка-Гец, биолог по развитието в университета в Кеймбридж, Обединеното кралство.

Изследователите отбелязват, че вече има доказателства за начини, по които могат допълнително да оптимизират процеса, за да подражават по-добре на естественото развитие.

Разбира се, философският въпрос кога „близко копие“ става „твърде близко“ е един от законодателите в Обединеното кралство вече обсъждат, ограничавайки растежа на човешки ембриони в лабораторията само до 14 дни.

С бъдещи изследвания, целящи да разменят миши клетки, за да напреднат съществуващо развитие на човешки ембриони , това е предизвикателен въпрос, който непременно ще бъде разглобен.

Важно е да се постигне баланс, като се имат предвид заложените награди, дори в области извън ембриологията.

„Има толкова много хора по света, които чакат с години за трансплантация на органи“, казва Зерничка-Гец.

„Това, което прави нашата работа толкова вълнуваща, е, че полученото от нея знание може да се използва за отглеждане на правилни синтетични човешки органи, за да се спасят животи, които в момента са изгубени.“

Изследването е публикувано в Природата .

За Нас

Публикуването На Независими, Доказани Факти От Доклади За Здравето, Пространството, Природата, Технологиите И Околната Среда.