Bilim adamları Weizmann Enstitüsü şimdiye kadar ilk kez bir petri kabında kültürlenen kök hücreleri kullanarak rahim dışında farelerin sentetik embriyo modellerini geliştirdiler. Bu tıp biliminde büyük bir atılımdır.
Üstelik hücre kültürü işlemi de döllenmiş yumurta kullanılmadan yapılıyor, böylece sperm ihtiyacı ortadan kalkıyor.
Bu yaklaşım, araştırma ve biyoteknolojide doğal embriyoların kullanılmasıyla ilgili teknolojik ve ahlaki kaygıları önemli ölçüde ortadan kaldırabilir ve bu da onu inanılmaz derecede önemli kılar. Farelerde bile bazı testler şu anda uygulanamıyor çünkü binlerce test yapılması gerekiyor. embriyolar; ancak laboratuvar inkübatörlerinde milyonlarca kez çoğalan fare embriyonik hücrelerinden geliştirilen modellerin mevcudiyeti neredeyse sınırsızdır.
Weizmann Moleküler Genetik Bölümü'nden Prof. Jacob Hanna şunları söyledi: "Embriyo en iyi organ yapma makinesi ve en iyi 3 boyutlu biyoyazıcıdır; biz onun yaptıklarını taklit etmeye çalıştık. Bilim adamları olgun hücreleri "kök" durumuna nasıl geri getireceklerini zaten biliyorlar; bu hücresel yeniden programlamanın öncüleri 2012'de Nobel Ödülü'nü kazanmışlardı. Ancak tam tersi yönde giderek kök hücrelerin, organların tamamı bir yana, özel vücut hücrelerine farklılaşmasına neden oluyorlar. çok daha sorunlu olduğu ortaya çıktı.”
"Şimdiye kadar çoğu çalışmada, uzmanlaşmış hücrelerin üretilmesi genellikle zor ya da anormaldi ve bunlar, transplantasyona uygun, iyi yapılandırılmış doku yerine karmakarışıklık oluşturma eğilimindeydi. Biz bu engelleri, beyinde kodlanan öz-örgütlenme potansiyelini açığa çıkararak aşmayı başardık. kök hücreler".
Mart 2021'de bilim insanları, doğal fare embriyolarının rahim dışında büyümesine olanak tanıyan elektronik olarak kontrol edilen cihazı geliştirdi. Bilim insanları yeni deneyde aynı cihazı kullanarak bir haftadan fazla bir süre boyunca (bir farenin gebelik süresinin yaklaşık yarısı kadar) fare kök hücrelerini büyüttüler.
Bilim insanları kök hücreleri cihaza yerleştirilmeden önce üç gruba ayırdı. Birinde, sonunda embriyonik organlara dönüşecek olan hücreler mevcut hallerinde bırakıldı. Plasenta veya yumurta sarısı kesesinin ana düzenleyicileri olan iki tip genden biri, yalnızca 48 saat süren bir ön tedavi sırasında diğer iki gruptaki hücrelerde aşırı eksprese edildi.
Hanna dedi ki: "Bu iki hücre grubuna, embriyonik gelişimi sürdüren ekstraembriyonik dokuların oluşması için geçici bir itici güç verdik." gelişmekte olan embriyo".
Üç hücre grubu, çoğunluğu tam gelişmeyi başaramayan agregatlar oluşturmak üzere cihazın içinde hızla birleştirildi. Bununla birlikte, 50'den 10,000'si veya kabaca yüzde 0.5'i küreler oluşturmaya devam etti ve bunların her biri daha sonra uzun, embriyo benzeri bir yapıya dönüştü. Plasenta ve yumurta sarısı keseleri embriyoların dışında görülebiliyordu ve modelin gelişimi, bilim adamlarının her bir hücre kümesini renkli olarak kodladığı için doğal bir embriyodaki gibi ilerledi.
Bu sentetik modeller, 8.5. güne kadar (farenin 20 günlük hamileliğinin neredeyse yarısı) normal şekilde gelişti; bu aşamada, atan bir kalp, kan kök hücre dolaşımı ve iyi şekillendirilmiş kıvrımlara sahip bir beyin de dahil olmak üzere tüm erken organ ataları oluştu. sinir tüpü ve bağırsak yolu. Doğal fare embriyolarıyla karşılaştırıldığında, sentetik modeller hem iç yapıların şekli hem de farklı hücre tiplerinin gen ekspresyon modelleri açısından yüzde 95 benzerlik gösterdi. Modellerde görülen organlar işlevsel olduklarının her türlü göstergesini veriyordu.
Hanna şuraya, "Çalışma yeni bir alan sunuyor: Bir sonraki zorluğumuz kök hücrelerin ne yapacaklarını nasıl bildiklerini, yani kendi kendilerine organlara nasıl bir araya geldiklerini ve embriyonun içindeki belirlenmiş noktalara giden yolu nasıl bulduklarını anlamak. Ve sistemimiz, rahimden farklı olarak şeffaf olduğundan, insan embriyolarının doğum ve implantasyon kusurlarını modellemek için yararlı olabilir."
"Her hücre tipini (örneğin böbrek veya karaciğer hücrelerini) büyütmek için farklı bir protokol geliştirmek yerine, bir gün sentetik embriyo benzeri bir model oluşturabilir ve ardından ihtiyacımız olan hücreleri izole edebiliriz. Ortaya çıkan organlara nasıl gelişmeleri gerektiğini dikte etmemize gerek kalmayacak. Bunu en iyi embriyonun kendisi yapar."
Dergi Referans:
- Shadi Tarazi, Alejandro Aguilera Castrejon ve diğerleri. ¬Fare Naif ESC'lerinden Ex Utero Oluşturulan Gastrulasyon Sonrası Sentetik Embriyolar. Hücre 01 Ağustos 2022. DOI: 10.1016 / j.cell.2022.07.028
