Μετά από 10 χρόνια ερευνών, το συνθετικό έμβρυο, το οποίο δημιουργήθηκε στο εργαστήριο από βλαστοκύτταρα, χωρίς ωάριο ή σπερματοζωάρια, άρχισε να σχηματίζει όργανα, σύμφωνα με τη μελέτη που δημοσιεύτηκε την Πέμπτη στο περιοδικό Nature.
Τα βλαστοκύτταρα είναι μη εξειδικευμένα κύτταρα τα οποία μπορούν, με ειδικούς χειρισμούς, να αναπτύξουν συγκεκριμένες λειτουργίες. «Το έμβρυο ποντικού στο εργαστήριο δεν αναπτύσσει μόνο εγκέφαλο αλλά και καρδιά που χτυπάει κανονικά, όλα τα όργανα τα οποία αποτελούν το σώμα», δήλωσε η επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Magdalena Zernicka-Goetz, καθηγήτρια ανάπτυξης θηλαστικών και βιολογίας βλαστικών κυττάρων στο Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ. «Είναι απίστευτο ότι φτάσαμε τόσο μακριά. Υπήρξε το όνειρο της κοινότητάς μας εδώ και χρόνια, ενώ εστιάσαμε σε αυτό, στην εργασία μας, την τελευταία δεκαετία. Τελικά, τα καταφέραμε», σημείωσε.
Η καθηγήτρια βιολογίας στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια, Marianne Bronner, υπογράμμισε ότι, πρόκειται για μία συναρπαστική πρόοδο η οποία έρχεται αντιμέτωπη και με τις προκλήσεις που αντιμετωπίζουν οι επιστήμονες μελετώντας τα έμβρυα θηλαστικών στη μήτρα. «Αυτά τα συνθετικά έμβρυα αναπτύσσονται έξω από τη μητέρα τους και ως εκ τούτου είναι εύκολο να απεικονιστούν μέσα από κρίσιμα αναπτυξιακά στάδια στα οποία, στο παρελθόν, ήταν δύσκολο να αποκτήσουμε πρόσβαση», πρόσθεσε η ίδια, η οποία δεν συμμετείχε στην έρευνα.
Οι ερευνητές φιλοδοξούν να προχωρήσουν, από τα έμβρυα ποντικιών στη δημιουργία μοντέλων φυσικών ανθρώπινων κυήσεων – πολλές από τις οποίες διακόπτονται στα πρώτα τους στάδια. Η μελέτη της διαδικασίας της κύησης στο εργαστήριο, αντί για τη μήτρα, τούς δίνει καλύτερη εικόνα του γιατί κάποιες εγκυμοσύνες αποτυγχάνουν και πώς μπορεί αυτό να αποτραπεί.
Προς το παρόν, η διάρκεια ανάπτυξης της συνθετικής κύησης που μπορούν να παρακολουθήσουν είναι μόλις οχτώ ημέρες, ωστόσο, η διαδικασία βελτιώνεται και ήδη μαθαίνουν πολλά, σύμφωνα με τον συγγραφέα της μελέτης και μεταδιδακτορικό ερευνητή στο Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ, Gianluca Amadei.
«Αποκαλύπτονται μπροστά μας οι θεμελιώδεις προϋποθέσεις που πρέπει να πληρούνται ώστε να αναπτυχθεί σωστά το έμβρυο και τα όργανά του», επισημαίνει στο CNN η Zernicka-Goetz.
Σύμφωνα με τον διευθυντή του Ινστιτούτου Gladstone για τις καρδιαγγειακές παθήσεις και ανώτερο ερευνητή στα Ινστιτούτα Gladstone, ο Benoit Bruneau, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη, στο σημείο που βρίσκεται αυτή τη στιγμή, η έρευνα δεν αφορά σε ανθρώπους. «θα πρέπει να υπάρξει μεγάλος βαθμός βελτίωσης για να είναι πραγματικά χρήσιμη», υπογραμμίζει.
Ωστόσο, όπως επισημαίνουν οι ειδικοί, η έρευνα μπορεί να αποδειχθεί εξαιρετικά χρήσιμη στο μέλλον.
Η τεχνολογία της συνθετικής κύησης θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί άμεσα για τη δοκιμή νέων φαρμάκων, σύμφωνα με την Zernicka-Goetz, μακροπρόθεσμα, όμως, και όσο η επιστήμη θα κινείται από τα έμβρυα ποντικιών σε ένα μοντέλο ανθρώπινου εμβρύου, θα μπορούσε να βοηθήσει στην ανάπτυξη συνθετικών οργάνων για ανθρώπους που χρειάζονται μεταμοσχεύσεις. Όπως δήλωσε ο ερευνητής καθηγητής βιολογίας και βιολογικής μηχανικής στο Caltech, David Glover, «πρόκειται για το πρώτο παράδειγμα τέτοιου είδους έρευνας».
Πώς ανέπτυξαν την τεχνολογία
Ένα έμβρυο στη μήτρα χρειάζεται τρεις τύπους βλαστοκυττάρων για να αναπτυχθεί: τα βλαστοκκύταρα που θα αποτελέσουν τον ιστό, αυτά που θα αποτελέσουν τον σάκο μέσα στον οποίο θα αναπτυχθεί το έμβρυο και αυτά που θα μετασχηματιστούν στον πλακούντα, ο οποίος συνδέει το έμβρυο με τη μητέρα του. Στο εργαστήριο, οι επιστήμονες της έρευνας απομόνωσαν τους τρεις αυτούς τύπους βλαστοκυττάρων από τα έμβρυα και τα καλλιέργησαν σε ένα δοχείο υπό γωνία, ώστε τα βλαστικά κύτταρα να βρίσκονται κοντά και να ενθαρρυνθεί η μεταξύ τους διασταύρωση. Μέρα με τη μέρα, η ομάδα των ερευνητών έβλεπε τα βλαστοκύτταρα να αναπτύσσονται σε όλο και πιο σύνθετη δομή.
Η εξέλιξη της έρευνας εγείρει ζητήματα ηθικής, δεοντολογικής και νομικής φύσης τα οποία θα πρέπει να αντιμετωπιστούν προτού προχωρήσουμε στην ανάπτυξη ανθρώπινων εμβρύων από βλαστοκύτταρα ενώ, με τη διαφορά στην πολυπλοκότητα μεταξύ εμβρύων ποντικιών και ανθρώπων, θα μπορούσαν να περάσουν δεκαετίες μέχρι η επιστήμη να είναι έτοιμη να κινήσει τη διαδικασία στο ανθρώπινο είδος. Εντωμεταξύ, όμως, οι πληροφορίες που αντλούν οι ερευνητές από τα έμβρυα ποντικιών, θα μπορούσαν να βοηθήσουν στη «θεραπεία ιστών και οργάνων που παρουσιάζουν αδυναμίες», σύμφωνα με την επικεφαλής.
Τα τρία προαναφερθέντα βλαστικά κύτταρα είναι αυτά που επικοινωνούν μεταξύ τους, χημικά και μηχανικά, κατά τις πρώτες εβδομάδες μετά την γονιμοποίηση, ώστε το έμβρυο να αναφερθεί σωστά, σύμφωνα με τη μελέτη. Σύμφωνα με την Zernicka-Goetz, η οποία είναι και καθηγήτρια βιολογίας και βιολογικής μηχανικής, «είναι πολλές οι εγκυμοσύνες που αποτυγχάνουν κατά τις πρώτες αυτές εβδομάδες, προτού οι περισσότερες γυναίκες συνειδητοποιήσουν ότι είναι έγκυες. Αυτή η περίοδος είναι το θεμέλιο για όλη την υπόλοιπη εγκυμοσύνη. Αν κάτι πάει στραβά η εγκυμοσύνη θα διακοπεί».
Μέχρι στιγμής, στις εξωσωματικές κυήσεις, το έμβρυο σε αυτό το στάδιο έχει ήδη εμφυτευθεί στη μήτρα, οπότε οι επιστήμονες έχουν περιορισμένη πρόσβαση στην ανάπτυξη. Όπως λέει ο Glover, η ανάπτυξη του εγκεφάλου στα έμβρυα αποτελεί το «σημείο μηδέν» της έρευνας. «Είναι τόσο μυστηριώδης αυτή η περίοδος της ανθρώπινης ανάπτυξης που το να την βλέπουμε να συμβαίνει, μπροστά στα μάτια μας, μέσα στα εργαστήρια -να έχουμε πρόσβαση στα βλαστοκύτταρα μεμονωμένα και να κατανοήσουμε γιατί τόσες πολλές εγκυμοσύνες δεν ευδοκιμούν και πώς θα μπορούσαμε να το αποτρέψουμε- είναι αρκετά ξεχωριστό». «Μελετήσαμε τον “διάλογο” που πρέπει να αναπτυχθεί μεταξύ των διαφορετικών τύπων βλαστοκυττάρων τη δεδομένη στιγμή – παρατηρήσαμε πώς συμβαίνει και τι μπορεί να πάει στραβά», επισημαίνει στην παρουσίαση της έρευνας η Zernicka-Goetz.
