Συνθετικό έμβρυο με εγκέφαλο και καρδιά αναπτύχθηκε από βλαστοκύτταρα

Συντάκτης: Virus

Σημαντικό επίτευγμα σημείωσαν ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Cambridge δημιουργώντας πρότυπα έμβρυα από βλαστοκύτταρα ποντικιών. Τα εν λόγω βλαστοκύταρρα σχηματίζουν εγκέφαλο, καρδιά που χτυπάει και τα θεμέλια όλων των άλλων οργάνων του σώματος.

Με τον τρόπο αυτό εκτιμάται ότι εντοπίστηκε μια νέα οδός για την αναδημιουργία των πρώτων σταδίων της ζωής. Συγκεκριμένα, η ομάδα, με επικεφαλής την καθηγήτρια Magdalena Zernicka-Goetz, ανέπτυξε το μοντέλο εμβρύου χωρίς ωάρια ή σπέρμα. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν βλαστοκύτταρα, τα οποία μπορούν να αναπτυχθούν σε σχεδόν οποιονδήποτε τύπο κυττάρου στο σώμα.

Αναλυτικά, οι ερευνητές μιμήθηκαν τις φυσικές διεργασίες στο εργαστήριο, καθοδηγώντας τους τρεις τύπους βλαστοκυττάρων που βρίσκονται στην πρώιμη ανάπτυξη των θηλαστικών στο σημείο όπου αρχίζουν να αλληλεπιδρούν. Προκαλώντας την έκφραση ενός συγκεκριμένου συνόλου γονιδίων και δημιουργώντας ένα μοναδικό περιβάλλον για τις αλληλεπιδράσεις τους, οι ερευνητές κατάφεραν να κάνουν τα βλαστοκύτταρα να «μιλήσουν» μεταξύ τους. Αυτά αυτοοργανώθηκαν σε δομές που προχώρησαν μέσα από τα διαδοχικά στάδια ανάπτυξης μέχρι να αποκτήσουν καρδιές που χτυπούσαν και τα θεμέλια του εγκεφάλου, καθώς και τον πυρήνα, από τον οποίο αναπτύσσεται το έμβρυο και από τον οποίο παίρνει θρεπτικά συστατικά κατά τις πρώτες εβδομάδες του. Σε αντίθεση με άλλα συνθετικά έμβρυα, τα μοντέλα που αναπτύχθηκαν από τους ερευνητές του Cambridge έφτασαν στο σημείο να αρχίσει να αναπτύσσεται ολόκληρος ο εγκέφαλος, συμπεριλαμβανομένου του πρόσθιου τμήματος.Αυτό είναι ένα πιο προχωρημένο σημείο ανάπτυξης από ό,τι έχει επιτευχθεί σε οποιοδήποτε άλλο μοντέλο που προέρχεται από βλαστοκύτταρα.

Σημασία της ανακάλυψης

Σύμφωνα με όσα παρουσιάζονται σήμερα στο περιοδικό Nature, τα αποτελέσματα θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους ερευνητές να κατανοήσουν γιατί ορισμένα έμβρυα αποτυγχάνουν, ενώ άλλα συνεχίζουν να αναπτύσσονται σε μια υγιή εγκυμοσύνη. Επιπλέον, τα αποτελέσματα θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την καθοδήγηση της επισκευής και της ανάπτυξης συνθετικών ανθρώπινων οργάνων για μεταμόσχευση.

Για να αναπτυχθεί επιτυχώς ένα ανθρώπινο έμβρυο, πρέπει να υπάρχει ένας “διάλογος” μεταξύ των ιστών που θα γίνουν το έμβρυο και των ιστών που θα συνδέσουν το έμβρυο με τη μητέρα. Κατά την πρώτη εβδομάδα μετά τη γονιμοποίηση, αναπτύσσονται τρεις τύποι βλαστοκυττάρων: Το ένα θα αποτελέσει τελικά τους ιστούς του σώματος και τα άλλα δύο υποστηρίζουν την ανάπτυξη του εμβρύου. Ένας από αυτούς τους τύπους εξωεμβρυϊκών βλαστοκυττάρων θα γίνει ο πλακούντας, ο οποίος συνδέει το έμβρυο με τη μητέρα και παρέχει οξυγόνο και θρεπτικά συστατικά- και ο δεύτερος είναι ο σάκος του κρόκου, όπου αναπτύσσεται το έμβρυο και από όπου παίρνει τα θρεπτικά συστατικά του στην πρώιμη ανάπτυξη. Πολλές εγκυμοσύνες αποτυγχάνουν στο σημείο που οι τρεις τύποι βλαστοκυττάρων αρχίζουν να στέλνουν μηχανικά και χημικά σήματα μεταξύ τους, τα οποία λένε στο έμβρυο πώς να αναπτυχθεί σωστά.