Forskare har skapat syntetiska musembryon från stamceller som efterliknar hur naturliga embryon utvecklas upp till 8,5 dagar. De konstgjorda embryona bildade en hjärna, hjärta och tarm i ett tidigt skede, och introducerade en kraftfull ny modell för att studera sjukdomar och förde forskare ett steg närmare att förstå hur livet börjar.
”Den stora frågan som vi tar upp i labbet är hur vi börjar våra liv?” Magdalena Zernicka-Goetz, en biologisk ingenjör från Caltech som ledde den nya forskningen, sade under en pressbriefing. Hennes lag publicerade sin studie i torsdags Natur.
Hur olika celltyper koordinerar och signalerar för att så småningom växa till komplexa strukturer som organ förblir ett mysterium, delvis på grund av gränserna för tidigare embryomodeller. Dessa modeller förlitar sig på användningen av stamceller, som kan bli en mängd olika specialiserade celltyper från muskelceller till neuroner. Forskare använde en typ av stamceller för att skapa syntetiska embryon tidigare, men modellerna var ofullkomliga och simulerade inte exakt de typer av utvecklingsförändringar som naturliga musembryon genomgår.
Men Zernicka-Goetz team kombinerade den vanliga formen av stamceller som används, kallade embryonala stamceller, med ytterligare två typer av stamceller för att skapa sina syntetiska ”embryoider”. Till skillnad från befintliga modeller behövde deras embryoider inga ytterligare modifieringar och injektioner för att utvecklas, och växte på egen hand på ett aldrig tidigare skådat sätt.
”Det är det allra, allra första modellsystemet som kan utveckla alla delar av den framtida hjärnan,” sa Zernicka-Goetz. Framtida forskning kan nu undersöka hur specifika genetiska förändringar kan påverka hjärnans funktion, testa nya läkemedel på en mer verklighetstrogen modell och utforska orsakerna till att embryon ibland misslyckas med att implantera och därför avslutar en graviditet.
Ändå står vissa hinder i vägen innan forskning om syntetiska embryon kan ta fart. Det är fortfarande ineffektivt att göra syntetiska embryon från stamceller, sa Francis Crick Institute stamcellsbiolog Christophe Galichet i ett pressmeddelande från Science Media Center om studien. Dessutom sa Galichet, som inte var involverad i forskningen, att embryona i studien inte har utvecklats de senaste 8 dagarna (en studie publicerades tidigare denna månad har också upplevt samma problem). ”Denna blockad är inte förstådd och måste övervinnas om man vill odla syntetiska musembryon efter dag 8”, sa han.
Trots det sa Zernicka-Goetz att denna studie representerar en milstolpe för utvecklingsbiologi och cellteknik som kommer att ha långvariga konsekvenser.
”Det är helt otroligt att vi har kommit så långt”, sa hon. ”Detta har varit drömmen för vårt samhälle i flera år och [a] stor fokus på vårt arbete i ett decennium, och äntligen har vi gjort det.”
Inlägget Forskare gjorde syntetiska musembryon med bankande hjärtan dök upp först The Daily Beast.
