Chińscy naukowcy wykorzystali małpie komórki macierzyste do stworzenia struktur przypominających zarodek. Tak opracowane w laboratorium embriony, po wszczepieniu samicom, wydają się przechodzić przez najwcześniejsze etapy ciąży. Badania te mają na celu poszerzenie naszej wiedzy na temat rozwoju zarodka i wczesnego formowania się narządów bez dylematów etycznych związanych z wykorzystaniem ludzkich komórek embrionalnych.
Wiemy, że potencjalne możliwości zastosowania komórek macierzystych tak w nauce, jak i w medycynie, są dość szerokie. Naukowcy z Chińskiej Akademii Nauk wykorzystali komórki macierzyste makaków krabożernych (Macaca fascicularis) do opracowania sztucznego embrionu. Tak powstały zarodek zaimplementowano samicom makaków. Obserwacje pokazały, że opracowana w laboratorium struktura wydaje się przechodzić wczesne etapy ciąży.
Zrozumienie, w jaki sposób ludzkie płody rozwijają się na poziomie komórkowym, jest niezwykle trudnym zadaniem. Z wielu powodów. Mechanizmy rozwoju embrionów są nadal w dużej mierze nieznane. Problemem są przede wszystkim względy etyczne związane z badaniami i eksperymentami na ludzkich komórkach. Prace chińskich naukowców i wykorzystanie komórek makaków są próbą obejścia tych ograniczeń.
Opis i rezultaty badań ukazały się na łamach pisma „Cell Stem Cell” (DOI: 10.1016/j.stem.2023.03.009).
Badania prowadzone w Szanghaju dotyczą komórek macierzystych makaków, z których stworzono przypominające zarodki struktury i które później wszczepiono samicom. Nigdy wcześniej w historii badań naukowych coś podobnego nie miało miejsca. Dopuszczenie się analogicznego kroku w odniesieniu do ludzkich komórek macierzystych z pewnością spotkałoby się z krytyką ze względu na aspekty etyczne. Zresztą i tak eksperyment ten może budzić kontrowersje. Niemniej jednak naukowcy postanowili wykorzystać pewne pokrewieństwo genetyczne pomiędzy ludźmi i małpami.
Celem prac jest dokładniejsze zbadanie procesu formowania się zarodków oraz późniejszego wykształcania się organów. Z oczywistych względów obserwacja rozwoju płodów w czasie rzeczywistym jest niemożliwa, a ich pozyskanie na tego typu potrzeby w wielu państwach skończyło by się za kratami. Naukowcy mają nadzieję, że badania na małpach umożliwią im przeniesienie przynajmniej części wniosków ze zwierząt na ludzi.
W jaki jednak sposób w ogóle powstały te zarodki i jak przebiegał sam eksperyment? Przede wszystkim wspomniane struktury najpierw wyhodowano w warunkach laboratoryjnych, a następnie poddano analizie przy pomocy mikroskopu. Stwierdzono, że na tamtym etapie przypominały one blastocysty (wczesne stadium rozwoju zarodkowego). Rozwijały się aż do momentu, kiedy zaczęły przypominać pęcherzyk żółtkowy (struktura wchodząca w skład błon płodowych). Ponadto kolejne analizy wykazały, że miała w nich miejsce ekspresja genów podobna do tej, jaka zachodzi w naturalnych blastocystach.
To właśnie na tamtym etapie eksperymentu postanowiono wszczepić je samicom małp, umieszczając je w ich macicach. Łącznie wykorzystano w tym celu 8 samic. Jednakże już w tej fazie zaczęły się pierwsze problemy. Przede wszystkim samo umieszczenie zarodków w macicach zakończyło się sukcesem tylko w przypadku 3 samic, w przypadku reszty z nich do zagnieżdżenia się w ogóle nie doszło. Jednakże w kontekście tych 3 okazało się, że ich organizmy zareagowały produkcją hormonów w podobny sposób, jak miałoby to miejsce w przypadku prawdziwej ciąży.
Jednakże dalszy przebieg eksperymentu okazał się rozczarowujący. Wszczepione struktury nie były w stanie przekształcić się w cokolwiek, co chociażby przypominałoby płody. W rezultacie w ciągu zaledwie tygodnia fizycznie doszło do ich zaniku. Zdaniem części naukowców opracowane w ten sposób struktury zwyczajnie za bardzo różnią się od naturalnych blastocyst, a zatem nie miałyby żadnych szans na przetrwanie w formie jakiegokolwiek wykształconego organizmu. Z drugiej strony uważają, że właśnie ta kwestia powinna odsuwać jakiekolwiek wątpliwości natury etycznej dotyczące tego typu badań.
Źródło: IFLScience. Science Alert, fot. ZEISS Microscopy/ Flickr/ CC BY-SA 2.0
