Oamenii de știință au creat primul model al unui embrion uman timpuriu din celulele pielii

Profesorul Jose Polo în fața imaginii iblastoidului. Credit: Universitatea Monash

Pentru prima dată, modelul generat de fibroblaste al fătului timpuriu va permite un studiu cuprinzător al cauzelor avortului precoce și al efectelor toxinelor și medicamentelor asupra dezvoltării timpurii.

O echipă internațională de oameni de știință condusă de Universitatea Monash din Melbourne, Australia, a creat un model de embrion uman din celulele pielii – o descoperire care a revoluționat cercetarea cauzelor avortului precoce, infertilității și dezvoltării umane timpurii.

Echipa condusă de profesorul Jos পো Polo a reprocesat cu succes aceste fibroblaste sau celule ale pielii într-o structură celulară tridimensională care este metaforic și molecular similară cu blastocistii umani. Cunoscute sub numele de iblastoizi, ele pot fi utilizate în laborator ca modele de biologie fetală timpurie.

Cercetare, publicată NaturăEchipa a fost condusă de profesorul Polo de la Institutul de descoperire a biomedicinei de la Universitatea Monash și Institutul australian de medicină reconstructivă și a inclus o echipă a primului autor dr. Xiaodong (Ethan) Liu și doctorandul Xia Ping Tan și colaboratorul australian dr. Jennifer Jenker. Profesorul Ryan Lister și asociații internaționali de la Universitatea Monash și Universitatea din Australia de Vest, profesorul asociat Owen Rackham de la Duke-National University din Singapore și profesorul Amander Clark de la UCLA din Statele Unite.

Iblastoizi

Imagine iblastoidă cu diverse colorări celulare. Credit: Universitatea Monash

Realizarea este o etapă importantă pentru dezvoltarea umană timpurie și pentru viitorul studiu al infertilității. Până în prezent, singura modalitate de a studia aceste prime zile este de a obține blastociste obținute din metode FIV prin mijloace dificile și rare.

„Iblastoizii permit oamenilor de știință să studieze etapele foarte timpurii ale dezvoltării umane și unele dintre cauzele infertilității, bolilor congenitale și efectele toxinelor și virușilor asupra făturilor timpurii – fără utilizarea blastocistilor umani și, important, la un nivel fără precedent, accelerând înțelegerea noastră și dezvoltarea de noi terapii. “.

Polo Labs a reușit să creeze iBlastoide folosind o tehnologie numită „regrogramare nucleară” care le permite să schimbe identitatea celulară a celulelor pielii – atunci când sunt plasate într-o schelă 3D de „jeleu” cunoscută sub numele de matrice extracelulară – a cărei structură este organizată ca o blastocit.Numele pe care l-au pus iblastoid.

Iblastoizii modelează genetica generală și arhitectura blastocistelor umane, inclusiv o structură internă asemănătoare masei celulare formată din celule asemănătoare epiblastului, un strat exterior de celule asemănătoare trofectodermului și înconjurat de o cavitate asemănătoare cu o blastocelă.

La embrionii umani, epiblastul se dezvoltă corect în embrion, în timp ce trofectodermul devine placenta. Cu toate acestea, “iblastoizii nu sunt complet blastocisti. De exemplu, blastocistii timpurii sunt legați de zona pellucida, o membrană obținută din ou care comunică cu sperma în timpul procesului de fertilizare și apoi dispare. Deoarece iblastoizii sunt derivați din fibroblaste adulte, nu au o zonă de pelesidă.

Cercetători iblastoidieni

De la stânga la dreapta: Xia Tan, Jose Polo, Xiaodong (Ethan) Liu. Credit: Universitatea Monash

Autor principal Natură Cercetător post-doctoral Polo Lab Dr. Jiaodong (Ethan) Liu a spus: „Când toate informațiile s-au reunit și au indicat același loc, nu putem crede decât că am făcut o astfel de descoperire”.

Xia Ping Tan, co-prim autor și doctorand la Polo Lab, a adăugat: „Suntem cu adevărat surprinși că celulele pielii pot fi reprogramate în această structură celulară 3D, asemănătoare cu un blastocit”.

Cercetare independentă Societatea Internațională pentru Cercetarea Celulelor Stem a publicat un raport privind crearea de “blastoide” de șoarece in vitro de către oamenii de știință din Marea Britanie și Olanda, urmat de un ghid pentru modelarea in vitro a embrionilor umani după 201 generații de stem umane celule. Prin Aceste orientări sunt așteptate la începutul acestui an.

Nu se știe dacă noile orientări se vor referi la un studiu publicat astăzi în Nature, primul care a creat un model de celule stem integrate care imită îndeaproape soarta inițială și deciziile luate de embrionul uman timpuriu. Cu toate acestea, într-o lucrare de cercetare publicată Raport de celule stem În februarie (2020), Societatea a declarat: „Dacă astfel de modele ar putea fi dezvoltate pentru embrionii umani timpurii, ar putea avea beneficii enorme pentru dezvoltarea umană timpurie, știința biomedicală și pentru reducerea utilizării embrionilor umani și umani. Cu toate acestea, liniile directoare pentru conduita etică în această linie de lucru nu sunt definite în prezent cu precizie. “

Deși nu există un precedent legal pentru ca blastocistii, cum ar fi iblastoizii, să funcționeze cu modele de celule stem umane integrate, toate experimentele au fost în conformitate cu legislația australiană și cu orientările internaționale, inclusiv Politica umanitară Mentation, care afirmă că „până la vârsta primitivă” indică că blastocistii umani pot fi primordiali. Nu, o structură tranzitorie care apare în a 14-a zi de dezvoltare a fătului.

Conform acestor recomandări legale, deși iblastoizii diferă de blastocisti, Polo Labs nu și-a cultivat iblastoidele in vitro timp de 11 zile și au fost atent monitorizați pentru prezența genelor primitive legate de secvență.

Infertilitatea și avortul spontan se pot datora eșecului implantării embrionului uman în stadiile incipiente sau eșecului de a progresa în timpul implantării. Apare în primele 2 săptămâni după concepție când femeile nici măcar nu știu că sunt însărcinate. Aceste avorturi „tăcute” pot reprezenta o proporție semnificativă din totalul avorturilor care apar și, potrivit profesorului Polo, generația de iblastoizi oferă un sistem model care permite o perspectivă asupra acestui stadiu incipient al sarcinii.

Profesorul Ross Koppel, decan adjunct al cercetărilor de la Facultatea de Medicină a Universității Monash, a remarcat că descoperirea ar putea duce la dezvoltarea unor metode îmbunătățite pentru FIV, la elaborarea protocoalelor pentru terapia genică a fătului și la metode de screening mai bune și mai informative pentru noile medicamente.

„Cu mai multe cercetări și resurse adecvate, această descoperire ar putea deschide o nouă industrie în Australia și la nivel internațional”, a spus el.

Referințe: Xiaodong Liu, Xia Ping Tan, Jan Schrader, Asma Abarken, John F. Wuang, Monica Mohenska, Su Mei Lim, U. B. Sun, Joseph Chen, Guizhi Sun, Yechen Chiu de „Programing Human Illustrators on Iblastoids”, Daniel Popp, Ryan Lister, Amander T. Clark, Owen JL Rackham, Jennifer Jenker și Jose M. Polo, 17 martie 2021, Natură.
DOI: 10.1038 / s41586-021-03372-y

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Nanofibrele centrifugale multifuncționale pun un nou efect asupra măștilor COVID-19

Figura (A) Ilustrația schematică a procesului de producție a nanofibrelor polimerului centrifug polimer multispinning. (B) Nanofibrele polimerice sunt rotite de sistem. O...

Arheologii găsesc dovezi din monumentele de câini domestici din Peninsula Arabică Antică

Situat în regiunea tărâmurilor Alula, în nord-vestul Arabiei Saudite, acest cimitir este acum rar construit pe pământ pentru Arabia Neolitică-Calcolitică și este un ajutor...

Pe măsură ce straturile de gheață s-au topit, nivelul mării a crescut până la 18 metri

Se știe că creșterea nivelului mării datorită schimbărilor climatice este o amenințare majoră. Noile cercetări au arătat că evenimentele anterioare de pierdere a...

Oamenii de știință identifică genele umane care luptă împotriva infecției cu SARS-CoV-2

Vedere microscopică a coronavirusului. Credit: Yeti punctat Cercetările indică controlul genelor care stimulează interferonul SARS-CoV-2 Copie Oamenii de știință de la Sanford Burnham Prebis au...

Noua tehnică „Mașina timpului” dezvăluită pentru măsurarea celulei

Celulele dendritice (roșii / verzi co-colorate) într-un folicul limfoid (fragment de peyer) drenează intestinul (albastru). Credit: Wang Cao și Shengbo Zhang, WEHI Utilizând o...

Newsletter

Subscribe to stay updated.