से वैज्ञानिकों Weizmann विज्ञान संस्थान पेट्री डिश में संवर्धित स्टेम कोशिकाओं का उपयोग करते हुए पहली बार गर्भ के बाहर चूहों के कृत्रिम भ्रूण मॉडल विकसित किए हैं। यह एक प्रमुख चिकित्सा विज्ञान सफलता है।
इसके अलावा, कोशिका संवर्धन प्रक्रिया भी निषेचित अंडों का उपयोग किए बिना की जाती है, जिससे शुक्राणु की आवश्यकता को दरकिनार कर दिया जाता है।
यह दृष्टिकोण, काफी हद तक, अनुसंधान और जैव प्रौद्योगिकी में प्राकृतिक भ्रूणों के उपयोग से जुड़ी तकनीकी और नैतिक चिंताओं से बच सकता है, जिससे यह अविश्वसनीय रूप से महत्वपूर्ण हो जाता है। चूहों के साथ भी, कुछ परीक्षण वर्तमान में अव्यावहारिक हैं क्योंकि उन्हें हजारों की आवश्यकता होगी भ्रूण; हालांकि, माउस भ्रूण कोशिकाओं से विकसित मॉडल की उपलब्धता, जो लैब इन्क्यूबेटरों में लाखों से गुणा होती है, लगभग असीमित है।
वीज़मैन के आण्विक आनुवंशिकी विभाग के प्रो. जैकब हन्ना ने कहा, "भ्रूण सबसे अच्छा अंग बनाने वाली मशीन और सबसे अच्छा 3D बायोप्रिंटर है - हमने इसका अनुकरण करने की कोशिश की कि यह क्या करता है। वैज्ञानिक पहले से ही जानते हैं कि परिपक्व कोशिकाओं को "स्टेमनेस" में कैसे बहाल किया जाए - इस सेलुलर रिप्रोग्रामिंग के अग्रदूतों ने 2012 में नोबेल पुरस्कार जीता था। लेकिन विपरीत दिशा में जाने से, स्टेम सेल विशेष शरीर कोशिकाओं में अंतर करने के लिए, पूरे फॉर्म अंगों का उल्लेख नहीं करने के लिए, बहुत अधिक समस्याग्रस्त साबित हुआ है। ”
"अब तक, अधिकांश अध्ययनों में, विशेष कोशिकाओं का उत्पादन करना या तो मुश्किल होता था या वे अलग हो जाते थे, और वे प्रत्यारोपण के लिए उपयुक्त अच्छी तरह से संरचित ऊतक के बजाय एक मिशमाश बनाते थे। हम इन बाधाओं को दूर करने में कामयाब रहे, स्वयं-संगठन क्षमता को उजागर करके में एन्कोड किया गया स्टेम कोशिकाओं".
मार्च 2021 में, वैज्ञानिक इलेक्ट्रॉनिक रूप से नियंत्रित उपकरण के साथ आए जो गर्भ के बाहर प्राकृतिक माउस भ्रूण के विकास की अनुमति देता है। वैज्ञानिकों ने नए प्रयोग में माउस स्टेम सेल को एक सप्ताह से अधिक समय तक विकसित करने के लिए एक ही उपकरण का उपयोग किया - एक माउस के गर्भकाल का लगभग आधा।
डिवाइस में रखे जाने से पहले वैज्ञानिकों ने स्टेम सेल को तीन समूहों में विभाजित किया। एक में, कोशिकाएं जो अंततः भ्रूण के अंग बन जाती थीं, उन्हें उनकी वर्तमान स्थिति में छोड़ दिया गया था। दो प्रकार के जीनों में से एक, प्लेसेंटा या जर्दी थैली के मास्टर नियामक, अन्य दो समूहों में कोशिकाओं में केवल 48 घंटों तक चलने वाले प्रीट्रीटमेंट के दौरान अतिरंजित थे।
हन्ना ने कहा, "हमने कोशिकाओं के इन दो समूहों को अतिरिक्त भ्रूणीय ऊतकों को जन्म देने के लिए एक क्षणिक धक्का दिया जो बनाए रखते हैं विकासशील भ्रूण".
समुच्चय बनाने के लिए तीन सेल समूहों को जल्दी से डिवाइस के अंदर जोड़ दिया गया, जिनमें से अधिकांश पूर्ण विकास से गुजरने में विफल रहे। हालांकि, 50 में से 10,000, या लगभग 0.5 प्रतिशत, गोले बनाते गए, जिनमें से प्रत्येक बाद में एक लम्बी, भ्रूण जैसी संरचना में विकसित हुआ। भ्रूण के बाहर प्लेसेंटा और जर्दी की थैली दिखाई दे रही थी, और मॉडल का विकास एक प्राकृतिक भ्रूण की तरह आगे बढ़ा क्योंकि वैज्ञानिकों ने कोशिकाओं के प्रत्येक सेट को रंगीन-कोडित किया था।
ये सिंथेटिक मॉडल सामान्य रूप से दिन 8.5 तक विकसित हुए - माउस के 20-दिन के गर्भ का लगभग आधा - जिस चरण में सभी प्रारंभिक अंग जनक का गठन हुआ था, जिसमें एक धड़कता हुआ दिल, रक्त स्टेम सेल परिसंचरण और अच्छी तरह से आकार की परतों वाला मस्तिष्क शामिल था। तंत्रिका ट्यूब, और एक आंत्र पथ। प्राकृतिक माउस भ्रूण की तुलना में, सिंथेटिक मॉडल ने आंतरिक संरचनाओं के आकार और विभिन्न सेल प्रकारों के जीन अभिव्यक्ति पैटर्न दोनों में 95 प्रतिशत समानता प्रदर्शित की। मॉडलों में देखे गए अंगों ने कार्यात्मक होने के हर संकेत दिए।
Hanna कहा, "अध्ययन एक नया क्षेत्र प्रस्तुत करता है: हमारी अगली चुनौती यह समझ रही है कि स्टेम कोशिकाएं कैसे जानती हैं कि उन्हें क्या करना है - वे अंगों में स्वयं को कैसे इकट्ठा करते हैं और भ्रूण के अंदर अपने निर्दिष्ट स्थानों पर अपना रास्ता ढूंढते हैं। और क्योंकि हमारी प्रणाली, गर्भ के विपरीत, पारदर्शी है, यह मानव भ्रूण के जन्म और आरोपण दोषों के मॉडलिंग के लिए उपयोगी साबित हो सकती है।"
"प्रत्येक कोशिका प्रकार को विकसित करने के लिए एक अलग प्रोटोकॉल विकसित करने के बजाय - उदाहरण के लिए, गुर्दे या यकृत के - हम एक दिन सिंथेटिक भ्रूण जैसा मॉडल बनाने में सक्षम हो सकते हैं और फिर हमें आवश्यक कोशिकाओं को अलग कर सकते हैं। हमें उभरते हुए अंगों को यह निर्देशित करने की आवश्यकता नहीं होगी कि उन्हें कैसे विकसित होना चाहिए। भ्रूण ही यह सबसे अच्छा करता है। ”
जर्नल संदर्भ:
- शदी तराज़ी, एलेजांद्रो एगुइलेरा कैस्ट्रेजॉन, एट अल। पोस्ट-गैस्ट्रुलेशन सिंथेटिक एम्ब्रियोस जनित एक्स यूटेरो फ्रॉम माउस भोले ईएससी। सेल 01 अगस्त, 2022। डीओआई: 10.1016 / j.cell.2022.07.028
