Izraelscy naukowcy wyhodowali embriony myszy. Wykorzystali tylko komórki macierzyste skóry

Wykorzystując wyłącznie komórki macierzyste skóry, izraelscy naukowcy wyhodowali - składające się z ponad miliona komórek - mysie zarodki z mózgami i o bijących sercach. Wyniki badań na ten temat ujrzały światło dzienne w poniedziałek w czasopiśmie naukowym "Cell".

Dzięki pracom zespołu prof. Jacoba Hanny z Weizmann Institute of Science po raz pierwszy uzyskano zarodki jakiegokolwiek gatunku w tak zaawansowanym stadium rozwoju, wykorzystując tylko komórki macierzyste.

Osiem dni, przez które rozwijały się zarodki, to około jednej trzeciej typowej mysiej ciąży. Wcześniej udawało się dojść tylko do stadium blastocysty. Jest to "zlepek komórek", składający się z trofoblastu, czyli pojedynczej warstwy komórek na obwodzie zarodka, z której utworzy się łożysko, oraz węzła zarodkowego, z którego przy pomyślnym rozwoju powstanie organizm płodu. Zarodki używane do in vitro są właśnie w stadium blastocysty.

Zdaniem wypowiadających się w mediach specjalistów w podobny sposób - używając komórek macierzystych skóry - można by w przyszłości etycznie uzyskiwać zastępcze ludzkie narządy do przeszczepów, bez korzystania z plemników czy komórek jajowych.

Jak wskazał prof. Hanna w wypowiedzi dla "The Times of Israel", uzyskane przez niego zarodki przypominają zarodki zwykłe, ale nie nadają się do implantacji. Być może w przyszłości pacjenci będą mogli przekazywać skórę lub komórki krwi do tworzenia sztucznych struktur podobnych do embrionów, które z kolei mogą dostarczyć komórek potrzebnych do wzrostu narządów.

Kluczem do osiągnięcia dla Hanny jest specjalny system inkubacji. Każdy zarodek znajduje się w butelce z płynem - obracanej, aby się do niej nie przyczepił. Inkubator zapewnia warunki do rozwoju zarodka: odpowiedni poziom tlenu, ciśnienie i temperaturę. Płyn - opracowany w tym samym laboratorium - dostarcza zarodkom potrzebnych im składników odżywczych, hormonów i cukrów.

W marcu 2021 roku laboratorium Hanny wykorzystało inkubator do wyhodowania - wychodząc od 250-komórkowych embrionów - płodów myszy, które miały w pełni uformowane narządy. Użyto do tego sztucznych macic. O eksperymencie pisaliśmy tutaj.

- Różnica między tymi badaniami, a tym, co osiągnęliśmy teraz, polega na tym, skąd pochodzą embriony - wyjaśnił Hanna. - W poprzednim badaniu były to naturalne zarodki pochodzące z komórek jajowych zapłodnionych przez plemniki. Teraz embriony są zbudowane wyłącznie z komórek macierzystych - opowiadał.

- Pytaliśmy w czasie poprzedniego badania, co by się stało, gdybyśmy pobrali tylko komórki macierzyste i włożyli je do tej maszyny - dodał Hanna. - Teraz znamy odpowiedź: embriony z wczesnymi narządami, w tym - wczesnym mózgiem, bijącym sercem, komórkami macierzystymi krwi. Naśladują nawet cały zarodek, a otaczające go tkanki obejmują łożysko i woreczek żółtkowy. Nikt nigdy nie stworzył zaawansowanych embrionów z komórek macierzystych, więc jest to znaczące. Pozwoli zarówno lepiej zrozumieć komórki macierzyste i narządy ssaków, jak i prawdopodobnie będzie miało praktyczne znaczenie w przyszłości - wyjaśnił.

W dalszych eksperymentach naukowcy planują zbadać sygnały chemiczne, które powodują, że komórki embrionalne stają się jednym rodzajem tkanki nad innym. Jak przekazał Hanna, chcą uzyskać odpowiedź na pytanie, co zmusza niektóre komórki macierzyste do gromadzenia się i tworzenia cewy nerwowej, podczas gdy inne ostatecznie różnicują się w komórki wyściełające jelita.

- Naszym kolejnym wyzwaniem jest zrozumienie, w jaki sposób komórki macierzyste wiedzą, co robić - w jaki sposób łączą się w narządy i znajdują drogę do przypisanych im miejsc w zarodku - podał Hanna. - A ponieważ nasz system, w przeciwieństwie do macicy, jest przezroczysty, może okazać się przydatny do modelowania wad wrodzonych i implantacji ludzkich embrionów - dodał.