Nowy trójwymiarowy model zarodka wyhodowany w laboratorium wytwarza komórki krwi.

Zespół naukowców wykorzystał ludzkie komórki macierzyste do stworzenia trójwymiarowych struktur przypominających zarodek , które odzwierciedlają pewne aspekty wczesnego rozwoju, w tym produkcję komórek macierzystych krwi .

Hematoidy — bo tak nazwano te struktury — mają „ogromny potencjał” w zakresie lepszego zrozumienia procesu powstawania krwi na najwcześniejszych etapach rozwoju człowieka , symulowania chorób takich jak białaczka oraz wytwarzania trwałych komórek macierzystych krwi do przeszczepów, twierdzą naukowcy z University of Cambridge.

Nowy model przypominający embrion ludzki opisany w Cell Reports symuluje zmiany komórkowe, które zachodzą na wczesnych etapach rozwoju człowieka, gdy zaczynają formować się organy i układ krwionośny .

Zespół obserwował powstawanie trójwymiarowych hematoidów pod mikroskopem w laboratorium. Do drugiego dnia uformowały się one w trzy listki zarodkowe – ektodermę , mezodermę i endodermę – które są kluczowe dla kształtowania wszystkich narządów i tkanek, w tym krwi.

Do ósmego dnia uformowały się komórki serca . Z tych komórek ostatecznie powstanie serce w rozwijającym się ludzkim zarodku.

Zgodnie z oświadczeniem Cambridge, trzynastego dnia zespół zaobserwował pojawienie się czerwonych plam krwi na hemoroidach, co przypominało rozwój ludzkich embrionów.

Naukowcy opracowali również metodę, która wykazała, że ​​komórki macierzyste krwi z hemoroidów mogą różnicować się w kilka rodzajów komórek krwi , w tym wyspecjalizowane komórki układu odpornościowego, takie jak limfocyty T.

Zdaniem autorów, modele embrionalne uzyskane z komórek macierzystych – wciąż będące we wczesnym stadium rozwoju – mają kluczowe znaczenie dla pogłębienia naszej wiedzy na temat wczesnego rozwoju człowieka.

Komórki krwi w hemoidach rozwijają się do stadium odpowiadającego mniej więcej czwartemu lub piątemu tygodniowi rozwoju embrionalnego człowieka. Tego bardzo wczesnego etapu życia nie można bezpośrednio zaobserwować u prawdziwego ludzkiego embrionu, ponieważ zagnieździł się on już w macicy matki.

Istnieją jasne przepisy regulujące wykorzystanie modeli ludzkich zarodków opartych na komórkach macierzystych, a wszelkie badania nad modelowaniem rozwoju ludzkiego zarodka muszą zostać zatwierdzone przez komisje etyczne ; niniejsze badanie uzyskało niezbędne zgody.

Jak zauważa Cambridge, struktury te różnią się od prawdziwych ludzkich embrionów pod wieloma względami i nie mogą się w nie rozwinąć, ponieważ brakuje im kilku tkanek embrionalnych, a także woreczka żółtkowego i łożyska, niezbędnych do dalszego rozwoju.

„Nasz nowy model naśladuje rozwój ludzkiej krwi płodowej w laboratorium ” – podsumowuje Jitesh Neupane, który uważa, że ​​to badanie rzuca światło na to, w jaki sposób komórki krwi naturalnie powstają w trakcie ludzkiej embriogenezy .

Ten model, wciąż na wczesnym etapie rozwoju, oferuje potencjalny postęp medyczny w zakresie doboru leków , badania wczesnego rozwoju krwi i układu odpornościowego oraz modelowania nowotworów krwi, takich jak białaczka. Toruje on również drogę przyszłym terapiom regeneracyjnym i medycynie spersonalizowanej.