Z komórek skóry uzyskano mysie zarodki o bijących sercach

Dzięki pracom zespołu prof. Jacoba Hanny z Weizmann Institute of Science (w którego skład wchodzą zarówno, żydowscy, jak i arabscy obywatele Izraela oraz doktorant z Palestyny) 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 (blastocysta 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 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 r. laboratorium Hanny wykorzystało inkubator do wyhodowania - wychodząc od 250-komórkowych embrionów - płodów myszy, które miały w pełni uformowane narządy. Użyto do tego sztucznych macic.

"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".

"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".

Więcej - w publikacji na łamach "Cell" (DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.07.0).

Paweł Wernicki