Embryo med “hjerne og bankende hjerte” dyrket fra musestamceller

Forskere har laget modellembryoer fra musestamceller som danner en hjerne, et bankende hjerte og grunnlaget for alle de andre organene i kroppen.

Utviklingen kan hjelpe forskere til å forstå hvorfor noen embryoer svikter mens andre fortsetter å utvikle seg til en sunn graviditet.

I tillegg kan resultatene brukes til å veilede reparasjon og utvikling av syntetiske eller kunstige menneskelige organer for transplantasjon, foreslår eksperter.

Magdalena Zernicka-Goetz, professor i pattedyrutvikling og stamcellebiologi ved College of Cambridges avdeling for fysiologi, utvikling og nevrovitenskap, sa: ‘Vår museembryomodell utvikler ikke naked en hjerne, males også et bankende hjerte, alle komponentene som går på å utgjøre kroppen.

– Det er helt utrolig at vi har kommet så langt.

“Dette har vært drømmen til samfunnet vårt i årevis, og et hovedfokus i arbeidet vårt i et tiår, og endelig har vi gjort det.”

Selv om den nåværende forskningen ble utført i musemodeller, utvikler forskerne lignende menneskelige modeller som kan hjelpe til med å forstå mekanismer bak avgjørende prosesser som ellers ville vært umulig å studere i ekte embryoer.

Britisk lov tillater for tiden menneskelige embryoer å bli studert i laboratoriet naked frem til den 14. utviklingsdagen.

Hvis metodene som er utviklet viser seg å være vellykkede med menneskelige stamceller i fremtiden, kan de også brukes til å veilede utviklingen av syntetiske organer for pasienter som venter på transplantasjon.

Professor Zernicka-Goetz sa: “Det som gjør arbeidet vårt så spennende er at kunnskapen som kommer ut av det kan brukes til å dyrke korrekte syntetiske menneskelige organer for å redde liv som for øyeblikket går tapt.

«Det skal også være mulig å påvirke og helbrede voksne organer ved å bruke kunnskapen vi har om hvordan de er laget.

«Dette er et utrolig skritt fremover og tok 10 år med hardt arbeid fra mange av teammedlemmene mine – jeg trodde aldri vi skulle komme til dette stedet. Du tror aldri drømmene dine vil gå i oppfyllelse, males det har de gjort.’

Forskere ved College of Cambridge, ledet av prof Zernicka-Goetz, utviklet embryomodellen uten egg eller sæd.

I stedet brukte de stamceller – kroppens masterceller som kan bli nesten alle typer celler i kroppen.

Stamceller i menneskelig graviditet

For at et menneskelig embryo skal lykkes med å utvikle seg, må det være en dialog mellom vevene som skal bli embryoet, og vevene som vil koble embryoet til moren.

Den første uken etter befruktning utvikles tre typer stamceller.

En av disse vil etter hvert bli kroppens vev, den ene vil bli morkaken, og den andre er plommesekken, der embryoet vokser og hvor det henter næringsstoffene fra i tidlig utvikling.

Mange graviditeter mislykkes når de tre typene stamceller begynner å sende mekaniske og kjemiske signaler til hverandre, som forteller embryoet hvordan det skal utvikle seg riktig.

Prof Zernicka-Goetz forklarte: «Så mange graviditeter mislykkes rundt denne tiden, før de fleste kvinner innser at de er gravide.

«Denne perioden er grunnlaget for alt annet som følger i svangerskapet. Hvis det går galt, vil graviditeten mislykkes.’

I løpet av det siste tiåret har Prof Zernicka-Goetz’ gruppe i Cambridge studert disse tidligste stadiene av svangerskapet, for å forstå hvorfor noen svangerskap mislykkes og noen lykkes.

Hun sa: ‘Stamcelleembryomodellen er viktig fordi den gir oss tilgjengelighet til den utviklende strukturen på et stadium som normalt er skjult for oss på grunn av implantasjonen av det lille embryoet i mors liv.

“Denne tilgjengeligheten lar oss manipulere gener for å forstå deres utviklingsroller i et modelleksperimentsystem.”

For å veilede utviklingen av deres syntetiske embryo, satte forskerne sammen dyrkede stamceller som representerer hver av de tre vevstypene i de riktige proporsjonene og miljøet for å fremme deres vekst og kommunikasjon med hverandre, og til slutt selvmonteres til et embryo.

«Denne perioden av menneskelivet er så mystisk, så å kunne se hvordan det skjer i en rett – å ha tilgang til disse individuelle stamcellene, å forstå hvorfor så mange graviditeter mislykkes og hvordan vi kan være i stand til å forhindre at det skjer – er ganske spesiell, sa prof. Zernicka-Goetz.

Forskere sier at et stort fremskritt i studien er evnen til å generere hele hjernen som har vært et hovedmål i utviklingen av syntetiske embryoer.

Funnene er publisert i tidsskriftet Nature.

MER: Mamma har “mirakelbaby” etter ektopisk graviditetsskrekk og operasjon for å fjerne embryo

MER : Perfekt bevart dinosaurembryo funnet i fossile viser lenker til moderne fugler