Najnovija dostignuća naučnika o istraživanjima razvoja ljudskog embriona izazivaju nadu, ali i zabrinutost. Da li će moći da se proučava nastanak i razvitak ljudskog života bez ljudskog reproduktivnog materijala?
Razvoj ljudskog embriona uključuje niz složenih i slabo razumljivih procesa. Mnogo toga što se zna o razvoju embriona potiče od životinja kao što su miševi, zečevi, kokoške i žabe, pri čemu su istraživanja na ljudskim embrionima veoma strogo kontrolisana i regulisana u većini zemalja.
Ali studije na životinjama naučnicima mogu reći samo toliko. Šta se dešava tokom razvoja ljudskog embriona, posebno u ključnom prvom mesecu, ostaje uglavnom nepoznato.
„Drama je u prvom mesecu, preostalih osam meseci trudnoće su uglavnom dosta rasta", rekao je Džejkob Hana, profesor biologije i embriologije matičnih ćelija na Vajcmanovom institutu za nauku u Izraelu.
"Taj prvi mesec je još uvek u velikoj meri crna kutija", naveo je naučnik.
Mogućnost zavirivanja u tu crnu kutiju otvorila bi svet biomedicinskih mogućnosti, omogućavajući naučnicima da demistifikuju prethodno nejasan prozor razvoja embriona, što bi na kraju dovelo do boljeg razumevanja pobačaja, urođenih mana i nuspojava lekova uzimanih tokom trudnoće. Neki istraživači veruju da su pronašli način da to urade koji zaobilaze potrebu za jajnim ćelijama ili spermom.
Koristeći napredak u matičnim ćelijama, laboratorije širom sveta prave strukture nalik embrionima - grupu ćelija koja deluje kao embrion, ali ne može da preraste u fetus.
Nedavna otkrića u ovoj oblasti, kulminacija godina mukotrpnog laboratorijskog rada, izazvala su nadu i uzbunu, postavljajući hitna pitanja o etičkom statusu ovih modela, u kojoj meri ih treba tretirati kao ljudske embrione i da li su otvoreni za zloupotrebu .
Šta su tačno naučnici postigli?
Strukture slične embrionima su u suštini skupine ćelija koje se uzgajaju u laboratoriji, koje su manje od zrna pirinča i predstavljaju najranije faze ljudskog razvoja, pre nego što su se formirali bilo koji organi. Oni nemaju srce koje kuca ni mozak.
Najnapredniji modeli, koje je u septembru otkrio izraelski tim čiji je deo bio i Hana, pokazuju sve tipove ćelija koje su neophodne za razvoj embriona, placentu, žumančanu kesu, horionsku kesu i druga tkiva koja su potrebna embrionu da se razvije.
Strukture su ostavljene da se razvijaju osam dana, dostižući razvojnu fazu koja je ekvivalentna 14. danu ljudskog embriona u materici, što je važan trenutak kada prirodni embrioni stiču unutrašnje strukture koje im omogućavaju da pređu na sledeću fazu: razvijanje progenitora telesnih organa.
Hana je ukazao da su to najtačniji modeli koji su do sada razvijeni i, za razliku od onih koje su kreirali drugi timovi, nije napravljena nikakva genetska modifikacija da bi se uključili geni neophodni za generisanje različitih tipova ćelija.
„Ne samo da vi sastavljate ćelije, one su tu", ali kada vidite strukturu, počinjete da vidite i veoma fine detalje", kazao je Hana.
Kako se uzgaja embrion u laboratoriji?
Hanin tim nije koristio oplođene jajne ćelije. Počeli su sa ljudskim ćelijama poznatim kao pluripotentne matične ćelije, koje imaju potencijal da se programiraju u mnoge tipove ćelija i koje se široko koriste u biomedicinskim istraživanjima. Neke od njih su izvedeni iz ćelija kože odraslih ljudi.
Tim je zatim reprogramirao ove ćelije u ono što nazivaju "naivno stanje" - što odgovara sedmom danu u razvoju prirodnog ljudskog embriona, otprilike u vreme kada se implantira u matericu.
Ove „naivne" ćelije su podeljene u tri grupe.
Jedna grupa, koja je nameravala da postane embrion, ostala je netaknuta. Druge dve grupe su bile „podvučene" upotrebom određenih hemikalija koje aktiviraju specifične gene da se razviju u tkiva potrebna za održavanje embriona, kao što je placenta. Posle dva dana, tri grupe su zatim sastavljene, pojasnio je naučnik.
„U prva tri dana ne vidite mnogo, samo vidite gomilu ćelija koja raste", objasnio je on i dodao: „Ali do četvrtog dana, počinjete da vidite gde će se embrion formirati i gde će biti žumančana kesa".
U fazi ekvivalentnoj sedmom danu, modeli sintetičkog ljudskog embriona bili su agregati od oko 120 ćelija, zajedno sa prečnikom od oko 0,01 milimetar. Do 14. dana sadržali su oko 2.500 ćelija i merili su 0,5 milimetara.
Hana i njegov tim kažu da modeli verno oponašaju način na koji rani embrion dobija sve strukture koje su mu potrebne da započne svoju transformaciju u fetus. Unutrašnja organizacija je poklapala slike u embriološkim atlasima proizvedenim 1960-ih, a kada su sekret iz ćelija primenili na komercijalni test trudnoće, pokazao je pozitivan rezultat.
Međutim, samo 1% agregiranih ćelija je nastavilo da se samoorganizuje u strukturu sličnu embrionu. Biće potreban mnogo veći procenat da bi modeli embriona bili korisni alat za naučnike
To je moguće, ali će verovatno trebati godine da se usavrši, kazao je Hana.
„Mislim da ćemo moći da naučimo mnogo toga od ovih modela embriona zasnovanih na matičnim ćelijama. Postoje neki nedostaci u ovom trenutku. Oni su veoma neefikasni za pravljenje, tako da je očigledno da efikasnost mora da se poveća da bi maksimizirali ono što možemo da naučimo iz ovih modela", rekao je Peter Rugg-Gun, vođa grupe i šef javnog angažmana na Babraham institutu, koji se fokusira na istraživanje nauke o životu.
Koja su ograničenja?
Do danas, nijedan od modela embriona nije nastavio da raste duže od 14 dana, uglavnom zbog ograničenja i izazova vezanih za kultivisanje ovih struktura.
Međutim, 14 dana je važna prekretnica jer se tada rutinski završava dozvoljeno laboratorijsko istraživanje kultivisanih ljudskih embriona. Granica je uspostavljena Zakonom o oplodnji i embriologiji Ujedinjenog Kraljevstva 1990. godine u svetlu zabrinutosti javnosti za bebe iz epruvete pre nego što je vantelesna oplodnja bila široko prihvaćena, kao i zbog zabrinutosti da naučnici ignorišu poseban moralni status ljudskih embriona. Pravilo od 14 dana kasnije je usvojilo nekoliko drugih zemalja, što je na kraju postalo međunarodno priznata etička granica.
Ovo ograničenje, koje neki naučnici žele da prošire, ne odnosi se na modele embriona zasnovanih na matičnim ćelijama, za koje Međunarodno društvo za istraživanje matičnih ćelija kaže da se ne bi trebalo smatrati embrionima. Međutim, organizacija je preporučila da istraživanja koja uključuju modele zahtevaju etički nadzor.
U budućnosti je moguće da bi se ovi modeli mogli koristiti za proučavanje ljudskog razvoja daleko nakon 14-dnevne tačke. Hana i druge grupe su uzgajale modele mišjih embriona do kasnije ekvivalentne tačke. Po njegovoj tvrdnji, u budućnosti bi moglo biti moguće ići i do 40 dana sa modelima ljudskih embriona.
(EURACTIV.rs)