Sme výrazne bližšie k pestovaniu náhradných ľudských orgánov

 

KĽÚČOVÉ ZISTENIA:

• Vedci vytvorili model, ktorý udržiava bunky určené na budúci vývoj orgánov.

• Systém vytvoril primitívne črevo, nervovú trubicu a rytmicky pracujúcu srdcovú komoru.

• Úspešnosť replikácie tejto ranej fázy vývoja presiahla 80 %.

Tím výskumníkov v Číne dosiahol pokrok vo vývoji laboratórneho modelu ľudského embryonálneho disku. Tento model dokáže udržiavať a pestovať špecifické kmeňové bunky, ktoré sú dôležité pre budúcu mimotelovú kultiváciu ľudských orgánov. Predchádzajúce pokusy v tejto oblasti narážali na náročné riadenie kmeňových buniek. Bez presných biochemických podnetov sa bunky vyvíjali náhodne a nekontrolovane.

Nový postup využíva poznatky z priestorovej biológie. Tie pomáhajú usporiadať rané bunky do správnych funkčných štruktúr. Vedci sa týmto spôsobom snažia napodobniť prirodzené biologické procesy, ktoré prebiehajú v tele živého organizmu. Cieľom nie je vytvoriť hotový orgán, ale presnejšie pochopiť a riadiť skoré fázy jeho vývoja.

Kľúčovou fázou, ktorú sa výskumníkom podarilo replikovať, je gastrulácia. Tento proces prebieha približne medzi 14. a 21. dňom po oplodnení. Počas gastrulácie sa jednoduchá vrstva buniek mení na zložitejší trojrozmerný organizmus. Telo sa v tomto období postupne rozdelí na tri základné tkanivové vrstvy, z ktorých neskôr vznikajú jednotlivé orgány.

Zdroj foto: China Daily

Predchádzajúce laboratórne modely túto fázu nedokázali spoľahlivo napodobniť. Chýbal im najmä vývoj takzvaného primitívneho prúžku, ktorý usmerňuje ďalší rast buniek. Bioinžiniersky systém s názvom disc-Gastruloid túto prekážku prekonal. Vytvoril všetky nevyhnutné bunkové prekurzory potrebné pre ďalší vývoj.

Pri mikroskopickom pozorovaní výskumníci zaznamenali migráciu buniek po povrchu modelu podobnú tomu, čo sa deje v prirodzenom vývoji. Laboratórny model následne bez ďalších vonkajších invazívnych zásahov vytvoril nervovú trubicu. Vzniklo aj primitívne črevo s bunkami určenými pre budúci vývoj pľúc, pečene a pankreasu. V neskoršej fáze testov výskumníci identifikovali aj primitívnu srdcovú komoru.

Táto srdcová komora sa začala rytmicky a do veľkej miery samostatne sťahovať. Úspešnosť biologického procesu presiahla 80 % zo všetkých vyhodnotených laboratórnych vzoriek. Následná jednobunková analýza potvrdila bunkovú zhodu vytvorených štruktúr s trojtýždňovým ľudským embryom. Výsledok tak poskytuje podrobnejší pohľad na fázu vývoja, ktorá bola doteraz ťažko prístupná.

Pestovanie plnohodnotných náhradných orgánov pripravených na použitie u pacientov zostáva dlhodobým cieľom výskumu. Predstavená technológia a získané dáta však poskytujú biologické údaje, ktoré môžu tento vývoj urýchliť. Informácie môžu pomôcť aj iným výskumným laboratóriám pri zdokonaľovaní vlastných postupov modelovania syntetických tkanív. Ide najmä o lepšie pochopenie toho, ako sa bunky v ranom vývoji organizujú do funkčných štruktúr.

PREČO JE TO DÔLEŽITÉ: Laboratórne modely raného vývoja môžu pomôcť pochopiť vznik orgánov a zlepšiť výskum regeneratívnej medicíny.

Zdroj: newatlas.com foto: ChatGPT

Zobrazit Galériu