Syntetické embryá z kmeňových buniek nepotrebujú spermie ani vajíčka
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 22. 8. 2022
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Vedci vytvorili syntetické myšie embryá z kmeňových buniek, čím odstránili potrebu spermií, vajíčok a dokonca aj maternice. Následne ich kultivovali takmer do polovice celého obdobia gravidity, keď už mali všetky progenitory orgánov, vrátane bijúceho srdca. Táto technológia by sa nakoniec mohla použiť na kultivovanie orgánov na transplantáciu.
Nová štúdia vedcov z Weizmannovho vedeckého inštitútu v Izraeli nadviazala na dve vetvy predchádzajúceho výskumu tímu. Prvá zahŕňala preprogramovanie kmeňových buniek do „prostého“ stavu, ktorý im umožňuje diferencovať sa na všetky ostatné bunky vrátane iných kmeňových buniek. Druhá práca sa zamerala na vývoj zariadenia, ktoré by mohlo efektívnejšie kultivovať embryá mimo maternice.
Kombináciou týchto dvoch techník sa tímu podarilo kultivovať niektoré z doteraz najpokročilejších syntetických myších embryí. Začali s prostými myšími kmeňovými bunkami, ktoré boli predtým niekoľko rokov kultivované v Petriho miske. Tie boli rozdelené do troch skupín, ktoré mali zohrávať kľúčové úlohy vo vývoji embrya.
Jedna skupina obsahovala bunky, z ktorých sa mali vyvinúť embryonálne orgány. Ďalšie dve boli ošetrené hlavnými génmi regulujúcimi mimoembryonálne tkanivá, placenta pre jednu skupinu a žĺtkový vak pre druhú. Tieto tri typy buniek sa potom zmiešali v umelej maternici, ktorá starostlivo kontroluje tlak a výmenu kyslíka a jemne pohybuje kadičkami, aby simulovala prirodzený tok živín.
Keď sa tieto tri typy buniek ocitli vo vnútri, spojili sa a vytvorili agregáty, ktoré mali potenciál vyvinúť sa do štruktúr podobných embryu. Ako sa dalo očakávať, drvivá väčšina z nich v tomto štádiu zlyhala a len 0,5 %, teda 50 z približne 10 000, sa úspešne vyvíjalo ďalej.
Týchto pár šťastlivcov začalo vytvárať guľôčky buniek a nakoniec podlhovasté štruktúry pripomínajúce prirodzené embryá s placentou a žĺtkovým vakom. Tie sa mohli vyvíjať viac ako osem dní, čo je takmer polovica obdobia myšej gravidity, a dovtedy sa v nich vytvorili všetky skoré progenitory orgánov. To zahŕňa bijúce srdce, krvný obeh kmeňových buniek, dobre tvarovaný mozog, črevný trakt a začiatky chrbtice.
Pri podrobnejšom skúmaní tím zistil, že tvar vnútorných štruktúr a vzorce expresie génov týchto syntetických embryí sa zhodujú s prirodzenými embryami až na 95 %. Ich orgány sa zdali byť aj funkčné. Tím tvrdí, že táto technika by mohla pomôcť znížiť potrebu testovania na živých zvieratách a nakoniec by sa mohla stať bohatým zdrojom tkanív a orgánov na transplantáciu.
„Embryo je najlepší stroj na výrobu orgánov a najlepšia 3D biotlačiareň. Snažili sme sa napodobniť to, čo robí,“ povedal profesor Jacob Hanna, vedúci výskumník štúdie. „Namiesto toho, aby sme vyvíjali iný protokol na pestovanie každého typu buniek, napríklad buniek obličiek alebo pečene, možno budeme jedného dňa schopní vytvoriť syntetický model podobný embryu a potom izolovať bunky, ktoré potrebujeme. Nebudeme musieť diktovať vznikajúcim orgánom, ako sa musia vyvíjať. Najlepšie to dokáže samotné embryo“.
Výskum bol uverejnený v magazíne Cell.
