Istraživački tim prof. Jakoba Hane s Naučnog instituta Vajzman napravio je kompletan model ljudskog embriona od matičnih ćelija stvorenih u laboratoriju i uspio taj model embriona uzgojiti van maternice do starosti od 14 dana. Kako se navodi u studiji objavljenoj u žurnalu ''Nature'', ovi sintetički modeli embriona imaju sve strukture i karakteristike embriona u tom uzrastu, uključujući posteljicu, žumancetnu kesu, horion i druga vanjska tkiva koja osiguravaju dinamiku i adekvatan rast, navodi Phys.org.

Precizni modeli

Ćelijski agregati napravljeni od ljudskih matičnih ćelija u ranijim studijama ne mogu da se smatraju preciznim modelima ljudskog embriona jer im nedostaju skoro sva obilježja embriona poslije implantacije. U suštini, oni nisu uspjeli da sadrže nekoliko tipova ćelija ključnih za razvoje embriona, poput onih koji formiraju posteljicu i horion. Osim toga, nisu imali strukturalne organizacione karakteristike embriona i nisu pokazivale dinamičku sposobnost da napreduju do sljedeće faze razvoja.

Zahvaljujući autentičnoj kompleksnosti, modeli ljudskog embriona koje je napravio Hanin tim mogu da bace novo svjetlo na misteriozne početke embriona. Malo se zna o ranim embrionima jer ih je veoma teško proučavati, što zbog etičkih što zbog tehničkih razloga, iako su inicijalne faze razvoja ključne za kasniji razvoj.

Tokom ovih faza grumen ćelija koji se ubaci u maternicu sedmog dana postojanja za tri do četiri sedmice postaje formiran embrion koji već ima neke organe.

- Drama je u prvom mjesecu, ostatak od osam mjeseci trudnoće uglavnom predstavlja samo rast. Ali prvi mjesec je trenutno i dalje nepoznat. Naš model ljudskog embriona daje etički prihvatljiv i dostupan način proučavanja tog perioda. Prilično tačno imitira razvoj pravog ljudskog embriona, posebno pojavu njegove izvanredno fine arhitekture - rekao je prof. Jakob Hana.

Mišiji embrioni

Tim naučnika je razradio ranije iskustvo sa stvaranjem modela mišijih embriona od sintetičkih matičnih ćelija. Kao i u tom istraživanju, naučnici nisu koristili oplođene jajne ćelije ili maternicu. Započeli su s pluripotentnim matičnim ćelijama, koje imaju potencijal da se razviju u većinu, ako ne i u sve tipove ćelija. Neke od njih su dobijene od ćelija kože odraslih osoba i vraćene su u stanje matičnih ćelija. Druge su bile potomci matičnih ćelija uzgajanih u laboratoriju tokom nekoliko godina.Istraživači su onda koristili Hanin nedavno razvijen metod reprogramiranja pluripotentnih matičnih ćelija tako da mogu da se vrate korak unazad, u takozvano stanje naivnosti, kada su sposobne da postanu bilo koji tip ćelija. Ova faza korespondira sa sedmim danom prirodnog ljudskog embriona, kada on dolazi do materice. Hanin tim je prvi, još 2013., počeo da opisuje metode stvaranja takozvanih naivnih ljudskih ćelija, a nastavili su da poboljšavaju metode tokom godina.

Naučnici su podijelili ćelije u tri grupe. Ćelije koje će se razviti u embrion su ostavljene kakve su. Ćelije drugih grupa su tretirane samo hemikalijama, bez ikakve potrebe za genetskim modifikacijama, kako bi se pokrenulo pretvaranje u tipove tkiva potrebnih za održavanje embriona – posteljice, žumancetne kese i ekstraembrionalne membrane mezoderma koja na kraju stvara horion.

Tipovi ćelija

Ubrzo nakon što su izmiješane u optimalnim, specijalno razvijenim uvjetima, ćelije formiraju grumen, od kojeg je 1 posto sam organiziran u strukture nalik embrionu.

- Embrion se sam pokreće po definiciji, ne moramo da mu govorimo šta da radi, dovoljno je da pokrenemo njegov unutrašnji potencijal. Kritično je da se na početku pomiješaju pravi tipovi ćelija, koji mogu da se razviju samo od naivnih matičnih ćelija koje nemaju nikakve razvojne restrikcije. Kada to uradite, model embriona sam sebi kaže da počne razvoj - rekao je Hana.

Strukture nalik embrionu razvijene od matičnih ćelija normalno se razvijaju van materice 8 dana, čime dostižu razvojnu fazu koja je ekvivalent od 14 dana u razvoju ljudskog embriona. To je trenutak kada prirodni embrioni razvijaju unutrašnju strukturu koja im omogućuje početak sljedeće faze – razvoj početaka organa.

- Mnogi spontani pobačaji se događaju u prvih nekoliko sedmica, često prije nego što žena i zna da je trudna. To je, također, period kada nastaju defekti iako se oni otkrivaju mnogo kasnije. Naši modeli mogu da se koriste da otkriju biohemijske i mehaničke signale koji osiguravaju pravilan razvoj u ovoj ranoj fazi, kao i načine na koje razvoj može da ode u pogrešnom smjeru - rekao je Hana.

Formiranje posteljice

Tim je već otkrio da ako embrion nije trećeg dana protokola, koji korespondira sa 10. danom prirodnog razvoja, prekriven ćelijama koje formiraju posteljicu na pravi način, njegove unutrašnje strukture poput žumancetne kese neće uspjeti da se razviju.

- Naši modeli embriona pomoći će istraživačima da se posvete najosnovnijim pitanjima o tome šta je pravilan razvoj embriona - rekao je prof. Jakob Hana, piše Telegraf.rs.