Araştırmacılar ilk kez yumurta veya sperm kullanmadan fare embriyoları yarattılar ve rahim dışında büyümelerini izlediler. Bu buluşu gerçekleştirmek için ekip, plasentaya kan ve besin akışını simüle etmek için yalnızca kök hücreler ve bir döndürme cihazı kullandı. Bu, embriyoların nasıl geliştiğini anlamamızda önemli bir kilometre taşıdır.

1980'lerden beri, gelişim biyologları hücrelerin nasıl özel dokular haline geldiğini anlamaya çalıştılar. Geçtiğimiz on yılda bilim adamları, kök hücreleri bu farklılaşma yolları boyunca yönlendiren sinyaller hakkında, onları organ benzeri elementler (organoidler), yeni döllenmiş yumurtalar (blastoidler) ve hatta hücreler, embriyolar (embriyolar) halinde yeniden yapılandırabilmek için yeterince şey öğrendiler.

Ancak şimdiye kadar bu yapıların tümü ancak kısa bir süre için büyütülebildi. Sürmek için, daha fazla gelişmelerini desteklemek için bir rahme veya daha da iyisi, ona yapay bir yaklaşıma ihtiyaçları vardı.

mekanik rahim

İsrail'deki Weizmann Bilim Enstitüsü'nde embriyonik kök hücre biyoloğu olan Jacob Hanna, yedi yıl boyunca, Rahim işleyişi Fare embriyolarının gelişimini analiz etmek için mümkün olduğunca.

Cihazda, embriyolar, onları sürekli hareket halinde tutan dönen bir silindir içine alınmış, besin dolu çözeltiden oluşan küçük beherlerde yüzer. Bu hareket, plasentaya kan ve besin akışını simüle eder. Cihaz ayrıca bir fare rahminin atmosferik basıncını yeniden üretir.

Geçen yıl Nature dergisinde açıklanan önceki bir deneyde ekibi, doğal embriyolar fareler, embriyo geliştirmek için yapay bir rahim olarak hizmet etmek üzere özel olarak tasarlanmış bir biyoreaktörde. İkincisi, cihaz içinde gelişmelerinin yalnızca on birinci gününe ulaşmıştı, ancak bu çalışma, memeli embriyolarının gerçekten de yaşayabildiğini kanıtlamıştı. rahim dışında büyümek.

Doğal embriyolarla elde ettikleri ilk başarıdan sonra araştırmacılar, kültürlemede ellerini denemek istediler. Laboratuvarda üretilen embriyolar onların mekanik rahminde.

Ex-utero yapay embriyoların ilk kültürü

Cell dergisinde açıklanan bu çalışma için, araştırmacılar, fare kök hücrelerine, onları ilk durumuna "sıfırlamak" için kimyasal bir tedavi uyguladılar. herhangi bir hücre tipine dönüşmek.

Ekip, bu hücrelerin bir kısmında, hücre için gerekli olan genleri aktive etmek için ek tedaviler uyguladı. plasenta üretimi. Üçüncü bir grupta, araştırmacılar, genleri aktive etmek için tedaviler uyguladılar. yumurta sarısı kesesi. Jacob Hanna bir basın açıklamasında, “Bu iki hücre grubuna, gelişen embriyoyu destekleyen ekstraembriyonik dokulara yol açması için geçici bir dürtü verdik” diye özetliyor.

Bilim adamları daha sonra bu üç kök hücre grubunu, içlerinde birbirleriyle karıştıkları yapay rahimlerine yerleştirdiler. Çok hızlı bir şekilde, hücreler 10.000'den fazla küme oluşturmak için bir araya geldi. Yalnız Yaklaşık elli Ancak bunların bir kısmı embriyo benzeri yapılara dönüşmeye devam etti. 8.5 gün boyunca.

Bu 8,5 gün boyunca (fare hamileliğinin yaklaşık yarısı), küresel embriyolar doğal embriyolardan beklendiği gibi gerildi ve silindirik hale geldi. başlangıçları Merkezi sinir sistemi 6. günde ortaya çıkmaya başladı ve hızla küçük, kırışık bir beyne dönüştü. İki gün sonra embriyolar da gelişti. bağırsak ve küçük atan kalpler.

Gelecek için ne vaat ediyor?

Takip eden deneylerde araştırmacılar, embriyonik hücrelerin bir başka doku yerine bir tür doku haline gelmesine neden olan kimyasal sinyalleri incelemeyi planlıyorlar. Bazı kök hücreleri nöral tüpü oluşturmak üzere bir araya getirmeye, diğerleri ise sonunda bağırsakları kaplamaktan sorumlu hücrelere farklılaşmaya iten nedir?

Araştırmacı, "Bir sonraki mücadelemiz, kök hücrelerin ne yapacaklarını nasıl bildiklerini, organlara nasıl kendi kendilerine bir araya geldiklerini ve bir embriyo içinde kendilerine atanan yerlere nasıl yol aldıklarını anlamaktır" diye özetliyor.

Gelecekteki bu çalışma, araştırmacıların belirli mutasyonların çeşitli gelişimsel hastalıklara nasıl yol açtığını anlamalarına yardımcı olabilir. Yapay rahim, bir araştırma modeli olarak hizmet etmenin yanı sıra, bir gün kültürlenmiş hücreler, dokular ve organlar için nakil prosedürleri için bir kuluçka makinesi olarak da hizmet edebilir.

Son olarak, bu çalışma, insanlar da dahil olmak üzere diğer hayvanların bir gün laboratuvarda kök hücrelerden yetiştirilip yetiştirilemeyeceği konusunda derin soruları da gündeme getiriyor.