Biologové vytvořili model myšího embrya z embryonálních kmenových buněk bez použití spermií, vajíčka a dělohy, které žilo po dobu 8,5 dnů. Struktura a buněčná aktivita v těchto modelech embryí se z 95 % podobaly skutečným myším embryím. Článek nedávno publikovaný v časopise Cell popisuje úspěch laboratoře profesora Jacoba Hanny na Weizmann Institute of Science v Rechovotu.
První vytvořené embryo z kmenových buněk
Systém, který vyvinul tým profesora Hanny používá láhve naplněné tekutinami, které fungují jako kultura pro buňky. Ty mohou být statické, nebo se otáčet v různých bodech vývoje. V e-mailu pro Medical News Today pak profesor Hanna řekl: „Jelikož víme, co je zapotřebí k podpoře růstu přirozených myších embryí mimo dělohu (zařízení a podmínky), můžeme konečně otestovat, které kmenové buňky dokáží generovat embryo ab initio (od začátku) pouze z kmenových buněk."
Dříve výzkumníci tvořili modely embryí, které začaly produkovat placentu, vaječný žloutek a amnion pomocí směsi embryonálních kmenových buněk a kmenových buněk odebraných z vrstvy trofoblastu. Soubor experimentů však vykazoval častá selhání, přičemž jen 50 z 10 000 těchto buněčných směsí se nejprve zformovalo do kuliček a poté do více vejčitých struktur, jako je embryo. Embrya byla schopna v 8. dni v kultuře, ve které rostla vytvořit bijící srdce, krevní oběh kmenových buněk, oblast hlavy se záhyby, nervový systém a začátky střeva.
Závody ve výzkumu embryí
Ve stejný týden, kdy se objevil výše zmíněný článek v časopise Cell, výzkumníci z laboratoře v Cambridge profesorky Magdaleny Zernicka-Goetz pozorovali, jak se podobné orgánové struktury začínají formovat v jejich vlastním výzkumu s použitím extraembryonálních buněk. Prof. Zernicka-Goetz a její manžel prof. Glover mají týmy v Cambridge a CalTech. Provedli výzkum společně a objevují se jako spoluautoři v jednom z článků, které mají být brzy publikovány.
"Extraembryonální buňky zahrnují klíčové složky tvořící extraembryonální tkáně a jsou důležité pro udržení přežití embryí. Tvoří placentu, žloutkový vak a amnion. Schopnost produkovat modely embryí, které mohou vyvíjet tyto tkáně, je tak důležitá, protože iniciuje signalizaci, která pomáhá modelu embrya vyvíjet se a sestavovat se podobně jako přirozeně se vyvíjející embryo", poznamenal prof. Glover.
„Jelikož se naše vlastní embrya vyvíjejí v děloze, potřebují pro správný vývoj extraembryonální tkáně. Poskytují strukturální základ a žloutkový vak s placentou. Předtím, než se do tohoto stádia dostanou, také poskytnou signály embryu, aby mu řekly, jak se má správně vyvíjet. A pokud tam tyto signály nejsou, embryo se nevyvíjí správně,“ dodal výzkumník.
Předimplantační studium
Důležitým krokem je následná implantace embrya a jeho správný růst v děloze. V Institutu molekulární biotechnologie na Rakouské akademii věd ve Vídni v laboratoři Dr. Nicholase Rivrona vyvinuli modely embryí s cílem získat lepší přehled o stádiu před implantací. V roce 2018 zveřejnila jeho skupina důležitý dokument v Nature, kde načrtla, jak vyvinula modely myších embryí pomocí embryonálních kmenových buněk a kmenových buněk z vrstvy trofoblastů k vytvoření blastoidů, které by mohly být implantovány do dělohy myši na několik dní.
Dr. Rivron v rozhovoru pro Medicalnewtoday (MNT) řekl: „Pro další fáze výzkumu musíme skutečně pochopit, jak mohou být tato embrya zkombinována s buňkami dělohy, abychom pochopili procesy implantace do dělohy. Také to může rozvinout naše znalosti k řešení různých zdravotních výzev plánovaného rodičovství, poklesu plodnosti i vzniku nemocí.“
Jak daleko mohou výzkumníci zajít?
Dr. Rivron řekl pro MNT: „Chcete-li studovat organogenezi nebo vytvářet orgány, politickým principem je, že musíte použít morálně nejméně problematický způsob jejich studia. Organoidy nabízejí způsob, jak to udělat."
Výzkum vývoje organoidů a modelů embryí se za posledních 5 let značně posunul. Nové genomické přístupy, které můžeme použít k pochopení a opětovnému vytvoření struktur savců, jsou podobné.
Úvodní foto: Unsplash, @3dparadise
Zdroj: Medicalnewstoday.com
Originální publikace: v časopise Cell
Více z genetiky na CZECHSIGHT:






Martina Csomová
Studentka Fyziologie živočichů a člověka zabývající se kardioprotektivními mechanismy. Ve volném čase si ráda přečte knížku, chodí na procházky do přírody a vymýšlí nové recepty.
Vstup do diskuze