Čínski vedci vytvorili v laboratóriu prelomové ľudské embryo. Začalo si tvoriť základy budúcich orgánov
Vedci vytvorili laboratórny model ľudského embrya, ktorý napodobnil skorý vývoj orgánov. Nejde o skutočné embryo, no výskum môže pomôcť medicíne.
Vedci z Číny dosiahli úspech, ktorý môže v budúcnosti výrazne ovplyvniť vývoj transplantačnej aj regeneračnej medicíny. Po prvý raz vytvorili model ľudského embrya, ktorý v laboratóriu napodobnil kľúčovú fázu skorého vývoja a začal vytvárať základy budúcich orgánov. Výskumníci zdôraznili, že nejde o skutočné ľudské embryo, ale o laboratórny model vytvorený z kmeňových buniek.
Práve tento rozdiel zohráva dôležitú úlohu, píše New Atlas. Vedci totiž získali možnosť skúmať obdobie ľudského vývoja, ku ktorému sa doteraz prakticky nedostali. Dlhé roky sa výskum embryí zastavil na takzvanom 14-dňovom pravidle. Medzinárodné etické smernice zakázali pestovanie ľudských embryí po štrnástom dni od oplodnenia. Práve potom totiž nastúpi proces nazývaný gastrulácia, jedna z najdôležitejších etáp vývoja človeka.
Počas nej sa pôvodne jednoduchá vrstva buniek zmení na zložitejšiu trojrozmernú štruktúru. Vzniknú tri základné vrstvy buniek, z ktorých sa neskôr vyvinú všetky orgány, svaly, nervový systém aj vnútorné tkanivá.
„Počas gastrulácie vznikne základná architektúra ľudského tela. Embryo sa z plochého disku zmení na trojrozmernú štruktúru,“ vysvetlil profesor Yu Leqian z Čínskej akadémie vied.
„Čierna skrinka“ ľudského vývoja
Práve preto vedci označujú toto obdobie za jednu z najväčších záhad embryológie. Mnohí ho dokonca nazvali „čiernou skrinkou“, pretože výskumníci doteraz nemali možnosť podrobne sledovať, čo sa počas niekoľkých rozhodujúcich dní odohrá.
Predchádzajúce laboratórne modely síce dokázali vytvoriť niektoré typy buniek, no nikdy nenapodobnili celý proces prirodzeného vývoja. Chýbala im napríklad takzvaná primitívna ryha – štruktúra, ktorá určí smer vývoja jednotlivých buniek. Bez nej sa bunky usporiadali chaoticky a výsledok sa výrazne odlišoval od skutočného ľudského embrya. Čínsky tím preto zvolil úplne nový prístup.
Neprehliadni
Vedci využili moderný odbor nazývaný priestorová biológia. Tá sa nezameriava iba na samotné bunky, ale aj na ich presné rozmiestnenie v priestore. Vďaka tomu dokázali usporiadať mladé ľudské bunky tak, aby čo najvernejšie napodobnili prirodzený vývoj.
Výsledkom sa stal nový model, ktorý dostal názov diskový Gastruloid. Práve tento model úspešne vstúpil do štádia gastrulácie a vytvoril štruktúry pripomínajúce primitívnu ryhu. Následne sa bunky začali presúvať po povrchu modelu podobne ako počas vývoja skutočného ľudského embrya. Výskumníci zaznamenali úspech pri viac než 80 percentách vytvorených modelov. To predstavuje výrazný pokrok oproti starším pokusom.
V ďalších krokoch vedci sledovali vznik nervovej trubice, z ktorej sa neskôr vyvinie mozog a miecha. Objavili sa aj základy primitívneho čreva spolu s bunkami, ktoré predstavovali budúce pľúca, pečeň a pankreas. Model dokonca vytvoril jednoduchú srdcovú dutinu, ktorá sa začala sama rytmicky sťahovať.
Podrobná analýza jednotlivých buniek ukázala, že celý model veľmi verne pripomenul zloženie ľudského embrya približne 21 dní po oplodnení.
Model embrya otvára vedcom ďalšie smery pre výskum
Vedci totiž získali nástroj, na ktorom môžu skúmať vznik vrodených vývojových chýb, sledovať pôsobenie liekov na skorý vývoj alebo lepšie pochopiť proces vytvárania jednotlivých orgánov.Výskum zároveň posunul o krok bližšie aj jednu z najväčších vízií modernej medicíny, pestovanie ľudských orgánov v laboratóriu.
Dnes vedci dokážu vypestovať jednoduché organoidy, teda malé modely niektorých orgánov. Ich vývoj však stále naráža na problém, že bunky sa len veľmi ťažko usporiadajú presne tak, ako to dokáže príroda. Nový embryonálny model by mohol tento problém čiastočne vyriešiť. Ak vedci lepšie pochopia prirodzené procesy, jednoduchšie ich využijú aj pri tvorbe plnohodnotných orgánov určených na transplantácie.
„Táto štúdia položila základy pre konečný cieľ, veľkovýrobu buniek, z ktorých vzniknú orgány pestované v laboratóriu. Takýto prístup by mohol podporiť regeneračnú medicínu aj opravu poškodených tkanív,“ dodáva Yu Leqian.
Samotní autori však upozornili, že k laboratórne vypestovaným orgánom určeným pre pacientov zostáva ešte dlhá cesta. Súčasný model neposkytne náhradu za ľudské embryo ani nepredstaví hotový orgán pripravený na transplantáciu.
Výskum však ponúkol vedcom nový pohľad na jedno z najmenej preskúmaných období ľudského vývoja. Ak ďalšie tímy nadviažu na tieto výsledky, môže sa v nasledujúcich rokoch výrazne zrýchliť vývoj technológií, ktoré raz pomôžu pri liečbe poškodených orgánov alebo pri skúmaní ochorení vznikajúcich už počas prvých týždňov života.
