- By Kire Arsovski
- In healthblog
Vytváření embryí v laboratoři: jak, proč a co budoucnost platí
Vytváření embryí v laboratoři: jak, proč a co budoucnost platí
Vytváření embrya z jiných buněk než spermie a vaječných buněk a poté je pěstuje mimo dělohu, je oblast studie, která se významně vyvinula za posledních 5 let. Jak dlouho odemkneme „černou skříňku“ lidské embryologie?
Tento měsíc vědci oznámili, že kultivovali model myši embrya vyrobeným výhradně z embryonálních kmenových buněk a bez použití spermatu a vejce nebo dělohy po dobu 8,5 dne, asi 2 dny delší, než bylo dosaženo předchozích experimentů.
Genetická analýza odhalila, že struktury a buněčná aktivita v těchto embryových modelech byla 95% podobná reálným myším embryi a funkčním. To naznačuje, že tyto modely byly dostatečně podobné jako přírodní embrya, že by mohla být studována, aby se získalo nahlédnutí do toho, jak fungují. je rozdělit, implantovat a rozvíjet se. Avšak schopnost je stavět od nuly pomáhá vědcům obejít potenciálně drahé a neetické experimenty na embryích a také jim pomáhá ověřit, zda jsou předpoklady o tom, jak fungují, správné.
Příspěvek nedávno zveřejněný v nastiňuje úspěch výzkumníků v laboratoři prof. Jacoba Hanny na Weizmann Institute of Science v Rehovotu, Izrael.
This this je nejnovějším krokem v dlouhé řadě přírůstkových kroků v posledních letech k vytvoření embrya od nuly v laboratoři.
Tým prof. Hanny již minulý rok zveřejnil podrobnosti o jedné obzvláště důležité části hádanky, když nastínili proces, který použili k pěstování embryí mimo dělohu.
Systém, který vyvinuli, používá lahve naplněné tekutinami, které působí jako kultura pro buňky, které se mohou otáčet nebo zůstat staticky v různých vývojových bodech. Hanna poznamenala: „Protože víme, co to znamená podporovat růst [přírodních myších embryí] mimo dělohu (zařízení a podmínky), můžeme konečně vyzkoušet, zda a které STEM CEL LS může vygenerovat embryo ab initio [od začátku] pouze z kmenových buněk. “
„ To jsme předtím nemohli udělat, protože jak budete pěstovat syntetické embryo, pokud donukujete „víš, jak pěstovat přírodní embryo? Nízké a hle, ve skutečnosti stejné zařízení, stejné mediální podmínky a stejné parametry umožnily agregáty 27 buněk pluripotentních kmenových buněk k dosažení embryí 8,5 fáze, když jsou umístěny v tomto zařízení po 8 dnech. “
– Prof. Jacob Hanna
„Zařízení a média byly kritické. Tato embrya jsou celá embrya – mají [a] žloutkový vak a placentu. Je však pozoruhodné, že jsme nepoužívali kmenové buňky placenty a kmenové buňky žloutků, ale ukázali jsme, že vše lze vyrobit výhradně z naivního pluripotentního embryonálního kmene nebo indukovaných pluripotentních kmenových buněčných linií, které jsou běžně rozšířeny v laboratořích po celém světě, “vysvětlil.
To bylo pozoruhodné, protože dříve vědci vytvořili embryo modely, které začaly tvořit placentu, vaječný žloutek a amnion pomocí směsi embryonálních kmenových buněk a kmenových buněk odebraných z trofoblastové vrstvy. Toto je vrstva, která se normálně rozlišuje na placentu v embryích.
Míra selhání v této nejnovější sadě experimentů však byla vysoká, přičemž pouhých 50 z 10 000 z těchto buněčných směsí se nejprve tvořilo do koulí a poté do více vejcových struktur, jako je embryo.
Nejenže tyto embryové modely začaly vytvářet struktury, které by podporovaly těhotenství, ale na konci 8,5 dne, ve https://recenzeproduktu.top/nicozero/ kterých rostly, vytvořily bijící srdce, krve Stonek Cirkulace buněk, oblast hlavy se záhyby, nervová trubice a začátky střevní trubice. Týden se tento dokument objevil v Cell, Laboratoři prof. Magdaleny Zernicka-Goetz se sídlem v Cambridge zveřejnil dva příspěvky na serveru předtisku: Sdíleno zde a zde. Tým prof. Zernicka-Goetz ve skutečnosti sdílel tento den ve stejný den, kdy byla buněčná studie zveřejněna. Formulář ve svém vlastním výzkumu pomocí modelů embryí.
Prof. Zernicka-Goetz řekl MNT v rozhovoru, že tyto příspěvky se v nadcházejících týdnech objeví v recenzovaných časopisech a že jejich poslední verze byly V současné době pod embargem.
„Je to [a] krok za krokem [proces] […] Náš papír ukáže ještě další vývoj,“ řekla nám.
Toto nejnovější zjištění staví na předchozí práci jiných laboratoří a týmů, a to jak prof. Zernicka-Goetz, a další, řekl prof. David Glover, její manžel.
Profs. Glover a Zernicka-Goetz mají týmy v Cambridge a Caltech. Provedli výzkum společně a objevují se jako spoluautoři na jednom z příspěvků, které mají být zveřejněny brzy.
řekl MNT v rozhovoru: „Myslím, že se musíte vrátit zpět Magdův článek publikovaný v roce 2017, [jehož] starší autorka byla Sarah Harrison, která stanoví princip schopnosti vytvořit embryo podobnou strukturu pomocí směsi extraembryonálních buněk a embryonálních buněk. “
Extraembryonální buňky zahrnují klíčové složky tvořící extraembryonální tkáně, které jsou zásadní pro udržení přežití embryí. Mezi extratembryonální tkáně patří placenta, žloutkový vaku a amnion. Embryo model se vyvíjí a samostatně se sestavuje jako přirozeně se vyvíjející embryo, poznamenal prof. Glover.
„Faktem je, že protože se naše vlastní embrya vyvíjejí uvnitř lůna, vyžadují, aby se správně rozvinuly tkáně extraembryonální. A tyto extraembryonální tkáně mají dvě funkce. Poskytují samozřejmě strukturální základ, poskytují žloutkový vak, [a] poskytují placentu, “vysvětlil.
„ Ale než se dostanou do této fáze, také oni také Poskytněte embryo signály, abyste mu řekli, jak se správně vyvíjet. A pokud tam tyto signály nemáte, pak se embryo nevyvíjí správně, “dodal výzkumník. Řekl Prof. Glover.
Vědci také vyvinuli další modely, jako jsou Blastoids, které se pokoušejí znovu vytvořit před Implantační stadiu embrya a gastroloidy, které nemají žádné extramprybryonské Tkáně a v důsledku toho mají tendenci mít oblast mozku. Institut molekulární biotechnologie na Rakouské akademii věd ve Vídni, Rakousko, pracoval na vývoji embryových modelů, aby získal větší vhled do fáze před implantací.
Jeho skupina zveřejnila klíčový papír v roce 2018 v přírodě. Nastínilo to, jak vyvinuli myší embryo modely pomocí embryonálních kmenových buněk a kmenových buněk z trofoblastové vrstvy, aby vytvořili blastoidy, které by mohly být implantovány do dělohy myši na pár dní.
pak pak , v prosinci 2021, stejný tým vydal další dokument v. Tentokrát nastínili, jak vytvořili embryo modely do stadia blastocyst vyrobené z lidských pluripotentních kmenových buněk, které přiměli, aby se mohli rozlišit na různé typy buněk.
Když mluvíme s MNT, Dr. Rivron řekl: „Pro další fáze vyšetřování musíme skutečně pochopit, jak mohou být tato embrya kombinována s děložními buňkami, abychom pochopili procesy of of of Implantace do dělohy a jak to může rozvinout naše znalosti k vyřešení různých zdravotních problémů plánování rodiny, poklesu plodnosti, také původ nemocí. “
Zatímco modely embryí popsané v nejnovějším článku prokázali, že se samoorganizovali, aby vytvořili některé struktury, které by pokračovaly ve formování placenty, tyto embryové modely byly omezeny tím, jak dále mohou růst bez jednoho, řekl Dr. Rivron.
"Omezení je placenta – placenta je nesmírně důležitá," poznamenal, protože poskytuje embryu živiny a kyslík, které jsou nezbytné pro další růst a rozvoj.
Jak daleko mohou vědci jít?
Nejnovější článek také potvrdil, že v těchto modelových embryích lze pozorovat první fáze vývoje orgánů, známé jako organogeneze.
To bylo obvykle obtížné pozorovat, protože se obvykle vyskytuje v děloze. Stanovením procesu vývoje těchto embryových modelů v laboratoři však lze studovat diferenciaci buněk, genetické kontroly této diferenciace a prostředí potřebné pro typický vývoj.
Nejnovější papír používal myší embryonální kmenové buňky k vývoji embryí modelu, což bude vyžadovat etické schválení. Naproti tomu výzkum lidských embryí je rozsáhle regulován.
pokyny pro toto nařízení jsou uvolněny Mezinárodní společností pro výzkum kmenových buněk (ISSCR) přibližně každých 5 let, s poslední sadou zveřejněných pokynů minulý rok. Toto vedení se zabývalo existencí embryových modelů odvozených od kmenových buněk a možnosti chimérických embryových modelů vytvořených pomocí buněk z různých druhů vedle lidských buněk.
I když se může ukázat jako technicky možné pěstovat orgány pomocí embryových modelů, Dr. Rivron poukázal na to, že to nemusí být nutné nebo skutečně eticky žádoucí.
Místo toho poukázal na vývoj organoidů, modely orgánů z orgánů odvozených z kmenových buněk, které lze použít ke zkoumání buněčného chování a možná i vývoje orgánů.
in in in Skutečnost, papír, který uvádí, jak vědci na Harvardu Unversity měli bioinženýrské struktury lidského srdce ve stejném týdnu jako nejnovější článek o embryích.
Dr. Rivron přispěl k nejnovějšímu souboru pokynů ISSCR a řekl MNT: „Pokud chcete studovat organogenezi nebo vytvořit orgány, politickým principem je, že musíte morálně použít Přinejmenším problematický způsob studia, “a organoidy nabízejí způsob, jak toho dosáhnout.“
Jak vývoj organoidů, tak embryových modelů přišli v posledních 5 letech skok a meze a hranice a hranice a Jejich základ, nové genomické přístupy, které můžeme použít k porozumění a znovu vytvoření savčích struktur, jsou podobné. Větší sada nástrojů pro odemknutí „černé skříňky“ našeho vývoje.
- Biologie/biochemie
- Klinické studie/lékové studie
- Těhotenství/porodnictví