Premieră mondială: Cercetătorii au crescut un embrion artificial în laborator

• În mod normal, un embrion necesită fertilizarea unui ovul cu un spermatozoid, iar acesta crește în uter înainte de naștere.
• Acum, oamenii de știință de la Institutul de Știință Weizmann din Israel au demonstrat că o versiune sintetică poate fi creată folosind doar celule stem de șoareci, fără a fi nevoie de concepție.
• În viitor, tehnica ar putea, de asemenea, să crească embrioni ca rezervă de organe pentru recoltare și transplant.

Un embrion artificial a fost creat în laborator, în premieră mondială, ceea ce dă speranțe pentru prevenirea avorturilor spontane.

În mod normal, un embrion necesită fertilizarea unui ovul cu un spermatozoid, iar acesta crește în uter înainte de naștere.

Acum, oamenii de știință de la Institutul de Știință Weizmann din Israel au demonstrat că o versiune sintetică poate fi creată folosind doar celule stem de șoareci, fără a fi nevoie de concepție. Acestea au format o inimă care bate, un creier și un tract intestinal în același mod ca un embrion natural, au constatat cercetătorii.

Experimentul deschide ușa pentru noi forme de cercetare a dezvoltării fetale și a avorturilor spontane, precum și pentru o potențială modalitate de reducere a experimentelor pe animale. În viitor, tehnica ar putea, de asemenea, să crească embrioni ca rezervă de organe pentru recoltare și transplant.

Realizările echipei

În 2021, echipa a creat o modalitate de a produce celule stem „naive”, care au capacitatea de a se transforma în orice țesut din organism, de la neuroni la celule cutanate. De asemenea, au construit o mașină care acționează ca un uter artificial și permite embrionilor să crească în mod normal.

Însă studiile anterioare au lucrat toate cu ovule reale de șoarece care au fost fertilizate, iar echipa a dorit să creeze alternative sintetice, ocolind etapele naturale.

Celulele stem de șoareci naivi versatili au fost introduse în mașină, combinând atât descoperirile anterioare, cât și substanțele chimice care să ajute la dezvoltarea placentei și a sacului vitelin, esențiale pentru dezvoltarea embrionului.

Profesorul Jacob Hanna de la Departamentul de Genetică Moleculară de la Weizmann, care a condus echipa de cercetare, a numit substanțele chimice „un impuls tranzitoriu” pentru a ajuta la susținerea dezvoltării.

Majoritatea covârșitoare a experimentelor a eșuat, dar pentru 0,5% din încercări, unul din 200, s-a format o sferă embrionară progenitală.

Această minoritate de experimente s-a alungit apoi și a durat mai mult de opt zile, crescând exact în același mod și cu aceeași viteză ca un embrion natural.

O sarcină la șoareci durează doar 20 de zile, astfel încât embrionii de 8,5 zile dezvoltaseră până în acest moment organe funcționale în miniatură, inclusiv o inimă care bate, un creier și un tract intestinal.

Embrion sintetic

Cercetătorii au etichetat celulele cu etichete colorate, astfel încât acestea să poată fi observate la microscop, și au văzut că embrionul sintetic, realizat fără celule sexuale, era 95% similar cu un făt real de șoarece.

Profesorul Hanna a declarat că echipa dorește acum să deslușească exact cum știu celulele ce trebuie să facă și cum sunt transmise instrucțiunile pentru a produce organe în locul potrivit și la momentul potrivit.

El a adăugat că, datorită faptului că abordarea mecanică a echipei, bazată pe uterul mecanic și pe vasele Petri, este transparentă, aceștia pot urmări fiecare etapă a dezvoltării embrionului în detaliu.

Acest lucru, spune el, „se poate dovedi util pentru modelarea defectelor de naștere și de implantare ale embrionilor umani” pentru a face lumină asupra dinamicii ascunse a dezvoltării embrionare, ceea ce poate ajuta la explicarea cauzei unor avorturi spontane.

Și pentru că sistemul are nevoie doar de celule stem, nu de ovule veritabile fertilizate, oferta este foarte mare și există mai puține obstacole logistice și etice în calea cercetării.

Embrionii nu sunt reali, a declarat profesorul Hanna, iar dacă ar fi lăsați să crească până la termen nu ar produce animale vii.

Ce urmează

Cercetătorii spun că această descoperire reprezintă un pas înainte semnificativ pentru cercetare, dar adaugă că mai este încă un drum lung de parcurs pentru îmbunătățirea tehnicii.

Profesorul Alfonso Martinez Arias, de la Universitat Pompeu Fabra (UPF) din Barcelona, a calificat descoperirile ca fiind „o evoluție potențial semnificativă”, dar a declarat că fiabilitatea procesului trebuie îmbunătățită cu prioritate înainte ca acesta să poată fi utilizat pe scară largă.

„Acest lucru va lua timp, dar va fi realizat”, a adăugat el.

„Important este că deschide ușa pentru studii similare cu celule umane, deși există multe obstacole de reglementare care trebuie să fie depășite mai întâi.”

Dr. James Briscoe, director adjunct de cercetare la Institutul Francis Crick din Londra, a declarat că embrionii umani sintetici sunt încă un vis îndepărtat, dar a spus că lucrarea este „o demonstrație valoroasă de dovadă a conceptului”.