iBlastoid – model humanog blastocista koji će promeniti nauku
Proučavanje ranog embrionalnog razvića čoveka ima izuzetan značaj za razumevanje kako normalnih, tako i patoloških stanja i procesa povezanih sa embriogenezom i ranom trudnoćom. Ipak, veliki problem na koji naučnici nailaze jeste nedostatak modela embriona za proučavanje. Do sada su u ove svrhe korišćeni donirani embrioni dobijeni vantelesnom oplodnjom, ali kako je pristup njima veoma limitiran i komplikovan, to je dosta kočilo napredak naučnih istraživanja u ovoj oblasti. U koštac sa ovim problemom uhvatio se tim naučnika sa australijanskog Moneš (Monash) univerziteta, vođen profesorom Hozeom Polom. U naučnom radu objavljenom u čuvenom časopisu ‚‚Nature”, oni su predstavili iBlastoid – trodimenzionalne modele ljudskog blastocista dobijene reprogramiranjem fibroblasta.
Kako izgleda blastocist?
Blastocist je stupanj u razviću u koji se javlja pet ili šest dana nakon što je izvršeno oplođenje. Ova struktura sastoji se od oko dvesta ćelija koje su diferencirane na određene delove: epitelijalni sloj, trofoektoderm (od koga će nastati strukture kao što su placenta i amniotske membrane) okružuje blastocel, šupljinu ispunjenu tečnošću u čijem se delu nalazi unutrašnja ćelijska masa, od koje će kasnije nastati fetus. Blastocist poseduje i spoljašnji glikoproteinski sloj – vitelinski omotač ili zona pellucida.
A – prikaz stvaranja ljudskog blastocista pri fertilizaciji
B – prikaz stvaranja iBlastoid-a
Kako je stvoren iBlastoid?
Proučavajući reprogramiranje indukovanih pluripotentnih stem ćelija, internacionalni tim naučnika iz Polo laboratorije došao je do interesantnih zapažanja. Naime, nakon što su kod reprogramiranih ćelija uočili ekspresiju neočekivanih gena, ovu pojavu su ispitali transkriptomikom pojedinačnih ćelija, tehnikom koja meri koncentracije iRNK različitih gena u ćeliji, te na taj način prikazuje celovitu sliku ekspresije gena u njoj. Rezultati su ukazali na to da ispitivane ćelije pokazuju osobine ćelija u ranoj embriogenezi. U želji da uoče kako bi tekla međućelijska komunikacija, naučnici su ove ćelije premestili iz Petrijeve šolje u AggreWell posudu, koja je oblika izvrnute piramide i koja se često koristi u istraživanjima stem ćelija za uzgajanje embrioidnih tela. Nakon šest dana, primećeno je da su ćelije formirale loptaste strukture. Na njima je potom izvedeno mnoštvo kompleksnih analiza, od već pomenute transkriptomike pojedinačnih ćelija do mikroskopije biomarkera i same ćelijske arhitekture. Po završetku, bila je izvesna velika sličnost sa veoma ranim stupnjem embrionalnog razvića, ali treba napomenuti da izvesne razlike ipak postoje. Na primer, jasno se primećuje da se primitivni endoderm slabije razvija, kao i da postoje ćelije koje nisu jasno definisane. Iako je iBlastoid fantastično dostignuće, prostor za napredak, kao i uvek, postoji. Naučnici smatraju da bi u budućnosti trebalo poraditi na preciznosti i efikasnosti uzgoja blastoida.
Etički problemi i nedoumice
Ovo istraživanje, kao i većina njih u ovom polju biologije, postavlja etičke dileme i stvara potrebu za definisanje jasnih pravila i zakona pod kojima će se istraživanja ovog tipa sprovoditi. Kako je iBlastoid novitet za nauku, još uvek čeka na svoje legislativno rešenje. Trenutni eksperimenti izvođeni su u skladu sa australijskim i internacionalnim zakonom, konkretno vodeći računa o pravilu ,,primitivne brazde’, koje navodi da se ljudski blastocisti mogu uzgajati do pojave te strukture, što se dešava oko četrnaestog dana razvića. Takođe, naučnici jasno odbacuju mogućnost da ovo otvara put ka ljudskom kloniranju uz jednostavno objašnjenje – proces stvaranja iBlastoid-a je potpuno drugačiji od kloniranja i ni u jednom trenutku ne zahteva korišćenje jajne ćelije, već isključivo ćelija kože.
Značaj i potencijal iBlastoid-a
Mogućnosti koje proučavanje na ovim modelima otvara su brojne i uzbudljive. Na primer, ovo bi moglo pružiti odličan uvid u probleme sa plodnošću i pobačaje u veoma ranima fazama trudnoće, pa bi se mogla i razviti rešenja kako da do ovih scenarija ne dođe. Takođe, bolje bi se mogli razumeti uticaji toksina i lekova na embrion, ali i neke bolesti i anomalije kao što su Daunov sindrom, spina bifida, cistična fibroza, cerebralna paraliza i mnoge druge.
Izvori:
- https://www.institutobernabeu.com/foro/en/blastocyst-embryo-what-it-is-advantages-types-and-classification-according-to-its-quality/
- https://cosmosmagazine.com/science/biology/science-and-blastocysts/
- https://www.the-scientist.com/news-opinion/human-blastocyst-like-structures-made-in-the-lab-68552?fbclid=IwAR2bsLv-EuLCUSs9KZBFCNLwCA1BsoDe0ZrmKlxc_gWVQir53BZjWigbwOU
- https://www.monash.edu/discovery-institute/news-and-events/news/2021-articles/australian-led-international-research-team-generates-the-first-model-of-early-human-embryos-from-skin-cells/_nocache
- https://lens.monash.edu/@medicine-health/2021/03/18/1382960/meet-the-iblastoid-a-game-changer-in-unlocking-the-molecular-mystery-of-early-human-life
