Zarodek myszy został wyhodowany w sztucznej macicy — następni mogą być ludzie

Same zdjęcia opowiadają fantastyczną historię – mysi embrion z bijącymi komórkami serca, głową i początkiem kończyn, żywy i rosnący w szklanym słoju.

Według grupy naukowej w Izraelu, która wykonała zdjęcie, naukowcy hodowali myszy w sztucznej macicy przez 11 lub 12 dni, czyli około połowy naturalnego okresu ciąży zwierzęcia.

Jest to rekord rozwoju ssaka poza macicą, a według zespołu badawczego następne mogą być ludzkie embriony, co rodzi ogromne nowe pytania etyczne.

To przygotowuje grunt pod inne gatunki, mówi Jacob Hanna, biolog rozwojowy z Instytutu Nauki Weizmanna, który kierował zespołem badawczym. Mam nadzieję, że pozwoli to naukowcom hodować ludzkie embriony do piątego tygodnia.

Hodowanie ludzkich embrionów w laboratorium przez tak długi czas, głęboko w pierwszym trymestrze ciąży, postawiłoby naukę na kursie kolizyjnym z debatą na temat aborcji. Hanna wierzy, że wyhodowane w laboratorium embriony mogą być substytutem badawczym dla tkanki pochodzącej z aborcji i prawdopodobnie również źródłem tkanki do zabiegów medycznych.

Jak oni to zrobili

Zespół Hanny wyhodował embriony myszy dłużej, dodając surowicę krwi z ludzkich pępowiny, mieszając je w szklanych słojach i wpompowując mieszaninę tlenu pod ciśnieniem. Hanna porównuje ten proces do umieszczenia pacjenta z Covid-19 na maszynie wentylacyjnej.

To wtłacza tlen do komórek, mówi. Wtedy pacjent jest znacznie szczęśliwszy. Widać, że ma układ krwionośny i działają wszystkie główne układy narządów.

Film nagrany przez naukowców z Instytutu Nauki Weizmanna pokazuje mysie embriony z bijącym sercem. Laboratorium naciska na to, jak daleko można hodować zarodki w laboratorium.

Zarodki myszy umierały dopiero po tym, jak stały się zbyt duże, aby tlen mógł przez nie dyfundować, ponieważ brakuje im naturalnego dopływu krwi, jaki może zapewnić łożysko.

Praca tworzy naukowe okno na wczesny zarodek, który zwykle jest ukryty w macicy. w publikacja dzisiaj W czasopiśmie Nature izraelski zespół opisuje serię eksperymentów, w których do rozwijających się embrionalnych myszy dodawano toksyny, barwniki, wirusy i ludzkie komórki, a wszystko to po to, by zbadać, co mogłoby się wydarzyć.

To tour de force — bardzo, bardzo imponujące — mówi Alfonso Martinez Arias, biolog rozwoju i badacz komórek macierzystych z Uniwersytetu Pompeu Fabra w Hiszpanii, który nie był zaangażowany w badania.

Dalej: ludzie

Hanna mówi, że naukowcy będą chcieli w ten sposób rozwijać ludzkie embriony. Zdaje sobie sprawę, że obrazy wyhodowanych w laboratorium ludzkich embrionów o mniej więcej rozpoznawalnym kształcie — głowa, ogon i zawiązki kończyn — mogą być szokujące. Ludzki odpowiednik 12-dniowych myszy Hanny byłby embrionem w pierwszym trymestrze.

Powiązana historia

Naukowcy planują odrzucić zasadę 14-dniowego zarodka, kluczowe ograniczenie w badaniach nad komórkami macierzystymi

Ponieważ technologia manipulowania życiem embrionów przyspiesza, naukowcy chcą pozbyć się swojego największego znaku stopu.

Rozumiem trudności. Rozumiem. Wkraczasz w domenę aborcji – mówi Hanna. Twierdzi jednak, że może zracjonalizować takie eksperymenty, ponieważ naukowcy badają już pięciodniowe ludzkie embriony z klinik IVF, które również ulegają zniszczeniu w tym procesie.

Więc zalecałabym hodowanie go do 40 dnia, a następnie wyrzucenie go, mówi Hanna. Zamiast pobierać tkankę z aborcji, weźmy blastocystę i wyhodujmy ją.

Badania wpisują się w eksplozję nowych technik i pomysłów na badanie wczesnego rozwoju. Dzisiaj, w tym samym wydaniu Nature, dwie inne grupy badawcze informują o skoku w tworzeniu sztucznych embrionów ludzkich.

Zespołom tym udało się nakłonić zwykłe komórki skóry i komórki macierzyste do: samoorganizują się w podobne do wczesnych ludzkich embrionów, które nazywają blastoidami, które rosły przez około 10 dni w laboratorium. Kilka rodzajów sztuczne modele zarodków zostały opisane wcześniej, ale te opisane dzisiaj należą do najbardziej kompletnych, ponieważ posiadają komórki potrzebne do utworzenia łożyska. Oznacza to, że są o krok bliżej do bycia żywotnymi ludzkimi embrionami, które mogą się dalej rozwijać, nawet do urodzenia.

Naukowcy twierdzą, że nigdy nie próbowaliby zajść w ciążę ze sztucznymi embrionami – co jest dziś zabronione w większości krajów.

Zamiast tego, jak mówi Hanna, oczywistym następnym krokiem byłoby dodanie tych modeli zarodków do jego systemu wirujących słoików i sprawdzenie, jak bardzo mogą się dalej rozwijać. Potrzeba było sześciu lat bardzo intensywnej pracy, aby ten system znalazł się tam, gdzie jest, mówi Hanna. Naszym celem jest zrobienie tego również z embrionami syntetycznymi.

Początki

Na razie technologia sztucznej macicy pozostaje skomplikowana i droga, mówi Martinez Arias. Nie wierzy, że wiele innych laboratoriów będzie w stanie z niego korzystać, ograniczając jego wpływ na krótką metę, i nie jest zwolennikiem takiego hodowania ludzkich embrionów: jest to drogie i skomplikowane, więc będziemy musieli zobaczyć, jak bardzo jest użyteczny .

Technologia myszy w słoiku również wymaga innych ulepszeń, mówi Hanna. Nie był w stanie wyhodować myszy od zapłodnionego jaja aż do 12 dnia. Zamiast tego zebrał 5-dniowe zarodki od ciężarnych myszy i przeniósł je do systemu inkubatora, gdzie żyły przez kolejny tydzień.

Problem polega na tym, że obecnie zarodki myszy rozwijają się prawidłowo tylko wtedy, gdy można je przyczepić do rzeczywistej macicy myszy, przynajmniej na krótki czas. Zespół Hanny pracuje nad dostosowaniem procedury, aby mogły rozwijać myszy całkowicie in vitro.

Hanna mówi, że nie jest zainteresowany doprowadzeniem myszy do porodu w laboratorium. Jego celem jest obserwowanie i manipulowanie wczesnym rozwojem. Chcę zobaczyć, jak rozwija się program, mówi. Mam dużo do nauki.

Zakazany?

Długoterminowe badania żywych ludzkich embrionów rozwijających się w laboratorium są obecnie zakazane na mocy tzw zasada 14 dni, wytyczne (i prawo w niektórych krajach), zgodnie z którymi embriologom zabroniono hodowania ludzkich embrionów dłużej niż dwa tygodnie.

Jednak kluczowa organizacja naukowa, Międzynarodowe Towarzystwo Badań nad Komórkami Macierzystymi (ISSCR), ma plany: polecam uchylić zakaz i pozwalając niektórym zarodkom rosnąć dłużej.

Hanna mówi, że to oznacza, że ​​mógłby hodować ludzkie embriony w swoim inkubatorze – pod warunkiem, że izraelskie rady etyczne wyrażą zgodę, co, jak sądzi, zrobią.

Po zaktualizowaniu wytycznych mogę złożyć wniosek i zostanie on zatwierdzony. To bardzo ważny eksperyment, mówi Hanna. Musimy zobaczyć, jak ludzkie embriony gastrują i tworzą narządy, i zaczynają je zaburzać. Korzyści płynące z hodowania ludzkich embrionów do trzeciego, czwartego, piątego tygodnia są nieocenione. Myślę, że przynajmniej te eksperymenty powinny być brane pod uwagę. Jeśli zdołamy dotrzeć do zaawansowanego ludzkiego embrionu, możemy się tak wiele nauczyć.

Opracowany w Izraelu system obracających się butelek może utrzymać przy życiu embriony myszy poza macicą. Zarodki wystawione są na działanie tlenu pod ciśnieniem przez kilka dni.

Hanna mówi, że aby takie eksperymenty były bardziej akceptowalne, ludzkie embriony można modyfikować, aby ograniczyć ich potencjał do pełnego rozwoju. Jedną z możliwości byłoby zainstalowanie mutacji genetycznych w kanale wapniowym, aby zapobiec biciu serca.

Zapytałem Hannę, czy zasięgał porady etyków lub postaci religijnych. Powiedział, że nie. Zamiast tego czeka na radę swojego organu zawodowego i zgodę etyczną ze swojej uczelni.

ISSCR jest moim rabinem, mówi.

Mogą pojawić się nieoczekiwane praktyczne zastosowania hodowania ludzkich embrionów w słoikach. William Hurlbut, lekarz i bioetyk z Uniwersytetu Stanforda, mówi, że system sugeruje mu sposób na pozyskiwanie prymitywnych narządów, takich jak komórki wątroby czy trzustki, z ludzkich embrionów w pierwszym trymestrze, które następnie można by dalej hodować i wykorzystywać w medycynie transplantacyjnej. Hanna zgadza się, że jest to potencjalny kierunek rozwoju technologii.

Granica nauki przesuwa się od cząsteczek i probówek do żywych organizmów, mówi Hurlbut. Nie sądzę, aby pobieranie narządów było tak daleko idące. W końcu może się tam dostać. Ale jest to bardzo napięte, ponieważ granica jednej osoby nie jest granicą innej osoby.

ukryć