Επιστήμονες από πολλές χώρες (Βρετανία, ΗΠΑ, Ιταλία, Ισραήλ) ξεκινώντας από πολλαπλά βλαστοκύτταρα ποντικού, δημιούργησαν ένα «συνθετικό» έμβρυο με εγκέφαλο, παλλόμενη καρδιά και τα θεμέλια για όλα τα άλλα όργανα του σώματος.
Πρόκειται για ένα ορόσημο στην αναδημιουργία των πρώτων σταδίων της ζωής σε έναν έμβιο οργανισμό.
Οι ερευνητές, με επικεφαλής την καθηγήτρια Μαγκνταλένα Τσερνίνκα-Γκόετζ του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ και του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας (Caltech), που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Nature», ανέπτυξαν το μοντέλο εμβρύου χωρίς ωάρια και σπερματοζωάρια, χρησιμοποιώντας βλαστικά κύτταρα που μπορούν σταδιακά να εξειδικευτούν σχεδόν σε όλα τα επιμέρους κύτταρα.
Οι επιστήμονες μιμήθηκαν στο εργαστήριο τις φυσικές διαδικασίες, καθοδηγώντας τρεις διαφορετικούς τύπους βλαστοκυττάρων μέχρι του σημείου που μπορούσαν πλέον να αρχίσουν να αλληλεπιδρούν μόνα τους.
Προκαλώντας την έκφραση συγκεκριμένων γονιδίων και δημιουργώντας το κατάλληλο εργαστηριακό περιβάλλον για μια τέτοια κυτταρική αλληλεπίδραση, τα βλαστικά κύτταρα άρχισαν να «μιλάνε» μεταξύ τους. Έτσι, αυτο-οργανώθηκαν σε δομές που σταδιακά πέρασαν από τα διαδοχικά αναπτυξιακά στάδια, εως ότου απέκτησαν εγκέφαλο και καρδιά που χτυπά.
Η έρευνα, που διήρκεσε πάνω από μια δεκαετία και οδήγησε σε ολοένα πιο πολύπλοκα συνθετικά έμβρυα τρωκτικών, ελπίζεται ότι θα βοηθήσει τους επιστήμονες στο μέλλον να καταλάβουν γιατί μερικά ανθρώπινα έμβρυα αποτυγχάνουν και δεν ολοκληρώνεται η κυοφορία μιας γυναίκας. Επίσης τα ευρήματα μπορεί να αξιοποιηθούν για να δημιουργηθούν συνθετικά ανθρώπινα όργανα προς μεταμόσχευση.
«Το μοντέλο εμβρύου ποντικιού όχι μόνο αναπτύσσει εγκέφαλο, αλλά επίσης καρδιά που χτυπά και όλα τα συστατικά που τελικά δημιουργούν το σώμα. Είναι απίστευτο ότι φτάσαμε τόσο μακριά. Αυτό ήταν το όνειρο μας εδώ και χρόνια και τελικά το πετύχαμε», δήλωσε η Τσερνίνκα-Γκόετζ.
Για να αναπτυχθεί το ανθρώπινο έμβρυο επιτυχώς, πρέπει να υπάρξει «διάλογος» ανάμεσα στους ιστούς που θα γίνουν το έμβρυο και τους ιστούς που θα το συνδέσουν με τη μητέρα. Κατά την πρώτη εβδομάδα μετά τη γονιμοποίηση, αναπτύσσονται τρεις τύποι βλαστικών κυττάρων: ο ένας θα γίνει τελικά οι ιστοί του σώματος, ενώ οι άλλοι δύο υποστηρίζουν την ανάπτυξη του εμβρύου. Ένας από αυτούς τους δύο εξωεμβρυικούς τύπους βλαστικών κυττάρων θα γίνει ο πλακούντας που συνδέει το έμβρυο με τη μητέρα, παρέχοντάς του οξυγόνο και θρεπτικά συστατικά, ενώ ο δεύτερος θα γίνει ο λεκιθικός ασκός όπου το έμβρυο μεγαλώνει.
Πολλές κυήσεις αποτυγχάνουν ακριβώς στο στάδιο όπου οι τρεις ανωτέρω τύποι βλαστοκυττάρων αρχίζουν να στέλνουν χημικά και άλλα σήματα μεταξύ τους, με σκοπό το έμβρυο να αναπτυχθεί ομαλά. «Τόσες κυήσεις αποτυγχάνουν περίπου εκείνη την περίοδο, προτού καν οι περισσότερες γυναίκες καταλάβουν ότι είναι έγκυες», ανέφερε η επικεφαλής ερευνήτρια.
«Αυτή η περίοδος της ανθρώπινης ζωής είναι τόσο μυστηριώδης, συνεπώς το να μπορούμε να δούμε στο εργαστήριο τι συμβαίνει, το να έχουμε πρόσβαση σε αυτά τα επιμέρους βλαστικά κύτταρα, το να κατανοήσουμε γιατί τόσες πολλές κυήσεις αποτυγχάνουν και πώς θα μπορούσαμε να αποτρέψουμε κάτι τέτοιο - όλα αυτά είναι κάτι ιδιαίτερο», τόνισε η Τσερνίνκα-Γκόετζ.
Η διεύθυνση για την επιστημονική δημοσίευση:
https://www.nature.com/articles/s41586-022-05246-3