Vydání 3-4/ 2023
VĚDA KRÁTCE IV
-
Zobrazení: 0
SMÍ VĚDA DĚLAT VŠECHNO, CO UMÍ? A NEMĚLA BY RADĚJI DĚLAT, CO JE TŘEBA? s.124
Vědecký tým v Cambridge vedený profesorkou Magdalenou Zernickou-Goetzovou vytvořil umělý plod myši z jejích kmenových buněk, bez použití spermie a vajíčka. Použili tří typů buněk, každý pro jiný systém; z jednoho se vyvíjely tělesné orgány, z dalšího výživu poskytující žloutek a z posledního placenta.
SYNTETICKÉ EMBRYO S MOZKEM A TLUKOUCÍM SRDCEM, VYROSTLÉ Z KMENOVÝCH BUNĚK
Tým dosáhl toho, že zárodek (embryo) má pracující srdce a základy mozku. Výsledky byly publikovány v prestižním časopise Nature: https://doi.org/10.1038/s41586-022-05246-3
Kmenové buňky mají schopnost vyvinout v jakýkoliv typ dospělých buněk a jejich studium slibuje řešení řady onemocnění, jehož podstatou je, že buňky postižené tkáně odumírají. Kmenové buňky spolu vzájemně komunikují jak pomocí chemických signálů, tak mechanicky a jsou schopné samy tvořit vše podstatné pro strukturu tkáně. Jak je vidět, jsou schopné vytvořit umělého jedince.
Nepochybuji, že to, co nám nabízejí kmenové buňky, představuje úžasný pokrok v medicíně. Otázka je, zda bude koho léčit. A zda na to budou finanční prostředky. Populační imploze (opak exploze) postupuje v Evropě systematicky a odvíjí se od rozpadu rodiny. K tomu dochází v důsledku vysoké zaměstnanosti žen, odsouváním těhotenství až do krajních let, sexuálně nabitou reklamou a adorací konzumu, vynikající ekonomickou situací umožňující rozvod těch manželství, pro něž rodina představovala kromě citové a reprodukční hodnoty rovněž ekonomickou stabilitu. „Blahobyt vytváří citovou chudobu, která je horší než chudoba finanční, a nelze ji vyřešit penězi“, uvedla ve své studii Melanie Phillips (Phillips M: America´s Social Revolution. London, Civitas The Sunday Times, 2001).
Nejsou k dispozici funkční prorodinné programy, naopak, dosavadní sociální podpora státu má za následek snadnější odchod jednotlivých členů od rodiny. Příspěvky na děti vedou k nárůstu populace nižší ekonomické úrovně s nižším intelektuálním potenciálem, zatímco matek s VŠ vzděláním ubývá. Státy nadále tímto způsobem investují, místo porodnost podporujícího odpočtu daní na dítě. To, že stav populace v ČR je stabilní, není již řadu let dáno českou natalitou, ale přistěhovalectvím. To ale většinou nepředstavuje „brain drain“ ze zemí, jichž se to týká.
Za pár dní půjdou děti do škol. Ptejme se, kolik z nich má jen jednoho tatínka a jednu maminku, kteří žijí v pohodě v jedné domácnosti, kolik z nich má sourozence? Děti, které nemají možnost vyrůst ve stabilní rodině, nemají pevný základ, ani vzor a je otázka, nakolik budou za pár let ještě méně než dnešní generace ochotné zakládat funkční rodiny. Umělý život to nevyřeší.
Překlad z Featured Genetics Neuroscience 27. srpna 2022
Shrnutí: Výzkumníci vytvořili modelová embrya z myších kmenových buněk, které už mají tlukoucí srdce, mozek a základ pro další orgány. Nový model poskytuje budoucím výzkumníkům nový způsob, jak vytvářet a zkoumat nejranější fáze vývoje.
Vědci z University of Cambridge vytvořili modelová embrya z myších kmenových buněk, které tvoří mozek, tlukoucí srdce a základy všech ostatních tělesných orgánů – novou cestu k obnovení prvních fází života.
Tým vedený profesorkou Magdalenou Zernickou-Goetzovou vyvinul model embrya bez vajíček a spermií a místo toho použil kmenové buňky – hlavní buňky těla, které se mohou vyvinout v téměř jakýkoli typ buňky v těle.
Vědci napodobili přirozené procesy v laboratoři tím, že vedli tři typy kmenových buněk nalezených v raném vývoji savců do bodu, kdy začnou na sebe vzájemně působit. Vyvoláním exprese konkrétní sady genů a vytvořením jedinečného prostředí pro jejich interakce byli vědci schopni přimět kmenové buňky, aby spolu ‚mluvily‘.
Kmenové buňky se samy organizovaly do struktur, které procházely po sobě jdoucími vývojovými fázemi, až jim tloukla srdce a základy mozku, stejně jako žloutkový váček, kde se embryo vyvíjí a získává živiny v prvních týdnech. Na rozdíl od jiných syntetických embryí modely vyvinuté v Cambridge dosáhly bodu, kdy se začal vyvíjet celý mozek včetně přední části.
Toto je další bod ve vývoji, než dosud bylo dosaženo v jakémkoli jiném modelu odvozeném z kmenových buněk.
Tým tvrdí, že jejich výsledky, které jsou výsledkem více než desetiletého výzkumu, jenž postupně vedl ke stále složitějším strukturám podobným embryu, a které byly dnes zveřejněny v časopise Nature, by mohly pomoci výzkumníkům pochopit, proč některá embrya selhávají, zatímco jiná se vyvíjejí ve zdravé těhotenství. Kromě toho by výsledky mohly být použity jako vodítko pro opravu a vývoj syntetických lidských orgánů pro transplantaci.
„Náš model myšího embrya vyvíjí nejen mozek, ale také tlukoucí srdce, všechny složky, které tvoří tělo“, řekla Zernicka-Goetz, profesorka vývoje savců a biologie kmenových buněk na katedře fyziologie a vývoje v Cambridge:
„Je neuvěřitelné, že jsme se dostali tak daleko. To byl sen naší komunity po celá léta a hlavní těžiště naší práce po desetiletí, a nakonec jsme to dokázali.“
Aby se lidské embryo úspěšně vyvíjelo, musí existovat ‚dialog‘ mezi tkáněmi, které se stanou embryem, a tkáněmi, které spojí embryo s matkou. V prvním týdnu po oplodnění se vyvinou tři typy kmenových buněk: jedna se nakonec stane tkání těla a další dva podporují vývoj embrya.
Jeden z těchto typů extraembryonálních kmenových buněk se stane placentou, která spojuje plod s matkou a poskytuje kyslík a živiny; a druhý je žloutkový váček, kde embryo roste a odkud získává živiny v raném vývoji.
Mnoho těhotenství selže v okamžiku, kdy si tři typy kmenových buněk začnou navzájem vysílat mechanické a chemické signály, které embryu říkají, jak se má správně vyvíjet.
„Tolik těhotenství selhává v této době dříve, než si většina žen uvědomí, že jsou těhotné," řekla Zernicka-Goetz, která je také profesorkou biologie a biologického inženýrství na Caltech. „Toto období je základem všeho dalšího, co po těhotenství následuje. Pokud se to nepovede, těhotenství selže.“
Během posledního desetiletí skupina profesorky Zernicka-Goetz v Cambridge studovala tato nejranější stadia těhotenství, aby pochopila, proč některá těhotenství selhávají a některá jsou úspěšná.
„Model embrya kmenových buněk je důležitý, protože nám poskytuje přístup k vyvíjející se struktuře ve fázi, která je před námi normálně skrytá kvůli implantaci malého embrya do matčiny dělohy.“
Zernicka Goetz dodala: „Tato dostupnost nám umožňuje manipulovat s geny, abychom pochopili jejich vývojové role v modelovém experimentálním systému.“
Aby vědci řídili vývoj svého syntetického embrya, dali dohromady kultivované kmenové buňky, představující každý ze tří typů tkání ve správných proporcích a prostředí. Šlo o to podpořit jejich růst a vzájemnou komunikaci, aby se nakonec samy sestavily do embrya.
Vědci zjistili, že extraembryonální buňky signalizují embryonálním buňkám chemickými signály, ale také mechanicky neboli vzájemným dotykem, čímž řídí vývoj embrya.
Amadei, G., Handford, C. E., Qiu, C. et al. Synthetic embryos complete gastrulation to neurulation and organogenesis. Nature (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05246-3
RH
Do redakce přišlo 28. 8. 2022
Web7master s.r.o.