Umelé embryo s fungujúcimi zárodkami orgánov - upozorňujeme, že nie ľudské, ale myšacie - vypestovali výskumníci z Univerzity v Cambridgei. Vedci zdôrazňujú, že ich zdanlivo bizarný úspech nemá za cieľ laboratórne „vyrábať“ umelé organizmy. Práve naopak, chcú pomôcť tým prirodzeným.

V prvom rade sa snažia porozumieť, prečo sa niektoré ľudské zárodky počas tehotenstva neujmú, zatiaľ čo iné sa vyvíjajú úplne normálne a zdravo. Poznatky z pestovania modelových embryí teda môžu pomôcť párom, ktoré sa márne snažia o donosenie dieťaťa.

Transplantácie a potraty

„Toto počiatočné obdobie ľudského života je také záhadné, že ho musíme skúmať v laboratóriu s prístupom k jednotlivým kmeňovým bunkám. Len tak pochopíme, prečo tak veľa tehotenstiev v najranejšom štádiu stroskotá,“ hovorí Magdalena Zernicka-Goetzová, ktorá výskum viedla. „Naše modelové embryo nám umožňuje podrobne nahliadnuť na vývin vo fáze, ktorá je za normálnych okolností skrytá - vo fáze implantovania drobného embrya v maternici matky. Výnimočná dostupnosť nám dovoľuje manipulovať génmi, aby sme pochopili ich úlohu v zárodočnom vývine.“

Laboratórne „pestovanie embryí“ má podľa vedkyne aj ďalší zásadný význam. Dláždi cestu k schopnosti pestovať náhradné orgány pre ľudí, ktorým ich vlastné zlyhávajú. „Na transplantáciu po celom svete čaká množstvo pacientov dlhé roky,“ hovorí Zernicka-Goetzová. Syntetické orgány by tento problém podľa nej vyriešili. „A výskum modelových embryí nám môže pomôcť nájsť najlepšie postupy, ako v laboratóriu dopestovať tie, ktoré sú potrebné,“ zdôrazňuje.

Dialóg tkanív

Umelý zárodok vypestovali z troch typov myšacích kmeňových buniek. Výskumníci ich rozvoj riadili tak, že podnecovali alebo, naopak, vypínali aktivitu konkrétnych génov. Taktiež využívali skutočnosť, že embryonálny vývin neriadia len samotné gény, ale aj vzájomné pôsobenie vyvíjajúcich sa tkanív. Ide jednak o chemické signály, ale aj mechanické. Dotyk jedného vyvíjajúceho sa tkaniva podnieti aktivitu druhého. Takto nielenže pozorovali, čo všetko sa v zárodku odohráva, ale odhalili tiež nástrahy, pre ktoré sa môže sľubne rozbehnutý vývin napokon pokaziť.

Zernicka-Goetzová pripomína, že mnohé tehotenstvá stroskotajú, pretože v prvom rade zlyhajú vzájomné reakcie medzi kmeňovými bunkami, z ktorých vzniká zárodok, a odlišnými typmi, z ktorými vzniká placenta a žĺtkový vačok, ktorý embryo v prvých týždňoch zásobuje živinami. „Množstvo tehotenstiev zlyhá v tomto bode, ešte skôr, ako si žena uvedomí, že je v druhom stave,“ konštatuje výskumníčka. „Toto kritické obdobie je základom pre všetko, čo prebieha počas tehotenstva. Ak sa niečo pokazí, tehotenstvo ďalej nepokračuje.“

Vyvinuli aj mozog

Kmeňové bunky sa britským výskumníkom napokon viac-menej svojpomocne zorganizovali do štruktúr, ktorých postupný vývin vyústil do vzniku bijúceho srdca, mozgu a základov ďalších orgánov. Ako informuje prestížny vedecký časopis Nature, na rozdiel od predchádzajúcich pokusov o vytvorenie umelých embryí sa tentoraz vedci dostali do bodu, keď sa vyvíjal celý mozog vrátane jeho najkomplexnejšej časti. Tento míľnik výskumníkom sprístupní doposiaľ nevídané možnosti vo výskume procesov a mechanizmov podmieňujúcich, re­spektíve ohrozujúcich utvorenie zdravého orgánu.

FOTO V GALÉRII

„Naše myšacie embryo si nielenže vyvinulo mozog, ale aj bijúce srdce a vlastne všetky časti tela,“ hovorí Magdalena Zerni­cka-Goetzová. „Je neuveriteľné, že sa nám podarilo dostať tak ďaleko. To, čo sa nám podarilo, bolo mnoho rokov len snom vedeckej komunity.“