Ihminen leikkii Jumalaa: Cambridgen tutkijat kasvattavat ’synteettisen’ alkion, jolla on aivot ja sykkivä sydän.

Cambridgen yliopiston tutkijat ovat käyttäneet hiiren kantasoluja synteettisten mallialkioiden luomiseen, joilla on aivot ja sykkivä sydän ja jotka voivat kasvattaa muita elimiä. Tutkimusta mainostetaan uutena tapana luoda uudelleen elämän ensimmäiset vaiheet.

Professori Magdalena Zernicka-Goetzin johtama tutkijaryhmä käytti kantasoluja munasolujen tai siittiöiden sijasta alkion mallin kehittämiseen. Kantasolut ovat kantasoluja, jotka voivat kehittyä lähes minkä tahansa muun tyyppisiksi soluiksi elimistössä.

Tutkijoiden kasvattamien mallialkioiden kaltaiset alkiot voivat auttaa ymmärtämään paremmin, miksi joistakin alkioista kehittyy terveitä raskauksia ja toisista ei. Tuloksia voitaisiin käyttää myös ohjaamaan synteettisten ihmiselinten korjaamista ja kehittämistä elinsiirtoja varten.

Alkioiden luomiseksi tutkijat jäljittelivät luonnollisia prosesseja ja ohjasivat kolmea nisäkkäiden varhaiskehityksessä esiintyvää kantasolutyyppiä, kunnes ne alkoivat vuorovaikuttaa keskenään. Tutkijat saivat kantasolut ”keskustelemaan” keskenään manipuloimalla geenejä ja luomalla soluille oikean ympäristön.

Tämän jälkeen kantasolut järjestäytyivät rakenteiksi, joista kehittyi sykkivä sydän ja aivojen perusta. He kasvattivat myös keltarauhasen, josta alkiot saavat ravinteita ensimmäisten elinviikkojensa aikana.

Luonnolliset ja synteettiset alkiot vierekkäin, jotta aivojen ja sydämen muodostuminen olisi vertailukelpoista.

Ensimmäisenä tutkimuksessa nämä alkiot saavuttivat pisteen, jossa koko aivot, myös etuosa, alkoivat kehittyä. Mikään muu kantasoluista johdettu malli ei ole koskaan saavuttanut tätä vaihetta.

Professori Zernicka-Goetzin ryhmä Cambridgessä on tutkinut näitä raskauden varhaisimpia vaiheita jo vuosikymmenen ajan. He haluavat ymmärtää, miksi osa raskauksista epäonnistuu ja osa onnistuu.

”Kantasolualkion malli on tärkeä, koska sen avulla pääsemme käsiksi kehittyvään rakenteeseen vaiheessa, joka on normaalisti meiltä piilossa, koska pieni alkio istutetaan äidin kohtuun”, Zernicka-Goetz sanoo. ”Tämän saavutettavuuden ansiosta voimme manipuloida geenejä ymmärtääkseen niiden kehitystehtäviä mallikoejärjestelmässä.”

”Hiiren alkion mallissamme kehittyy aivojen lisäksi myös sykkivä sydän, kaikki ne osat, joista keho muodostuu”, sanoo professori Zernicka-Goetz, joka on nisäkkäiden kehityksen ja kantasolubiologian professori Cambridgen fysiologian, kehityksen ja neurotieteen laitoksella. ”On uskomatonta, että olemme päässeet näin pitkälle. Tämä on ollut yhteisömme unelma jo vuosia, ja olemme keskittyneet tähän työhömme vuosikymmenen ajan, ja vihdoin olemme onnistuneet.”

Jotta ihmisalkio voisi kehittyä onnistuneesti, alkion muodostavien kudosten ja alkion ja äidin yhdistävien kudosten on käytävä ”vuoropuhelua”. Ensimmäisen viikon aikana hedelmöittymisen jälkeen kehittyy kolmenlaisia kantasoluja: yksi, josta tulee kehon kudoksia, ja kaksi, jotka tukevat alkion kehitystä.

Yksi alkion kehitystä tukevista kudoksista on istukka, joka yhdistää sikiön äitiin ja tarjoaa happea ja ravintoaineita. Toinen on keltarauhanen, jossa alkio kasvaa ja josta se saa ravinteita varhaiskehityksen aikana.

Luonnolliset ja synteettiset alkiot vierekkäin, jotta aivojen ja sydämen muodostuminen olisi vertailukelpoista.

Monet raskaudet epäonnistuvat siinä vaiheessa, kun nämä kolme kantasolutyyppiä alkavat lähettää toisilleen kemiallisia ja mekaanisia signaaleja. Professori Zernicka-Goetz, joka on myös Caltechin biologian ja biologisen tekniikan professori, selitti: ”Monet raskaudet epäonnistuvat tällä hetkellä, ennen kuin useimmat naiset huomaavat olevansa raskaana. Tämä ajanjakso on perusta kaikelle muulle, mitä raskauden aikana seuraa. Jos se menee pieleen, raskaus epäonnistuu.”

Tutkijat havaitsivat, että alkion ulkopuoliset solut viestivät alkion soluille kemiallisilla signaaleilla. Ne kommunikoivat myös mekaanisesti eli kosketuksen kautta ohjatakseen alkion kehitystä.

”Tämä ihmiselämän vaihe on niin salaperäinen, joten on aivan erityistä nähdä, miten se tapahtuu maljalla – päästä käsiksi näihin yksittäisiin kantasoluihin, ymmärtää, miksi niin monet raskaudet epäonnistuvat ja miten voisimme ehkäistä sen”, Zernicka-Goetz sanoo. ”Me tarkastelimme vuoropuhelua, jota eri kantasolutyyppien välillä on tuolloin käytävä – olemme osoittaneet, miten se tapahtuu ja miten se voi mennä pieleen.”

Malli on myös ensimmäinen, joka viestittää aivojen etuosan ja itse asiassa koko aivojen kehityksestä. ”Tämä avaa uusia mahdollisuuksia tutkia hermoston kehityksen mekanismeja kokeellisessa mallissa”, Zernicka-Goetz sanoo.

”Itse asiassa todistamme tämän periaatteen todeksi artikkelissa tyrmäämällä geenin, jonka tiedetään jo olevan välttämätön hermostoputken, hermoston esiasteen, muodostumiselle sekä aivojen ja silmien kehitykselle”. Ilman tätä geeniä synteettiset alkiot osoittavat täsmälleen samoja tunnettuja puutteita aivojen kehityksessä kuin tätä mutaatiota kantavilla eläimillä. Tämä tarkoittaa, että voimme alkaa soveltaa tällaista lähestymistapaa moniin geeneihin, joiden toimintaa aivojen kehityksessä ei tunneta.”

Nykyinen tutkimus tehtiin hiirimalleilla, mutta tutkijat kehittävät vastaavia ihmismalleja. Niitä voidaan käyttää tiettyjen elintyyppien luomiseen sellaisten prosessien ymmärtämiseksi, joita olisi muuten mahdotonta tutkia todellisilla alkioilla.

Tällä hetkellä Yhdistyneen kuningaskunnan laki sallii ihmisalkioiden tutkimisen laboratoriossa vain 14. kehityspäivään asti. Jos Zernicka-Goetzin ryhmän kehittämät menetelmät osoittautuvat tulevaisuudessa onnistuneiksi ihmisen kantasoluilla, niitä voitaisiin käyttää myös synteettisten elinten kehittämiseen elinsiirtoa odottaville potilaille.

Zernicka-Goetz sanoi: ”Maailmassa on niin paljon ihmisiä, jotka odottavat vuosia elinsiirtoa. Työstämme tekee niin jännittävän se, että sen avulla voitaisiin kasvattaa oikeita synteettisiä ihmiselimiä ja pelastaa tällä hetkellä menetettyjä ihmishenkiä. Myös aikuisten elimiin pitäisi pystyä vaikuttamaan ja parantamaan niitä käyttämällä tietämystä siitä, miten ne valmistetaan.”

Hän lisäsi: ”Tämä on uskomaton edistysaskel, ja se vaati 10 vuoden kovan työn monilta tiimini jäseniltä – en olisi ikinä uskonut, että pääsisimme tähän pisteeseen. Koskaan ei usko, että unelmat toteutuvat, mutta niin on käynyt.”

Visits: 620 Today: 5
Previous post BUCHANAN: Ukrainan sodan voittajat ja häviäjät
Next post Todellinen epämukava totuus: arktinen merijää on kasvanut vuodesta 2012 lähtien.
Close