Pradėjus formuotis embrionui, jį sudaro kamieninės ląstelės, galinčios virsti bet kuria kūno dalimi: nuo smegenų iki kaulinio audinio, informuoja sciencealert.com. Kamieninės ląstelės virsta specializuotomis proceso, vadinamo gastruliacija, metu. Jis prasideda trečiąją savaitę po apvaisinimo.
Iki šiol šis procesas buvo tarytum juoda dėžė, negalėjome jo stebėti tiesiogiai. Vadovaujantis etikos taisyklėmis, laboratorijoje embrionus galima auginti tik dvi savaites. Taip pat neįmanoma stebėti gastruliacijos nėštumo metu.
Žurnale „Nature“ paskelbti naujieji radiniai pateikia tiesioginių duomenų, kaip vyksta kamieninių ląstelių transformacija. Studijoje nedalyvavę ekspertai ją pavadino „svarbia“ ir „Rozetės akmeniu“, turėdami omenyje įtaką tolesniems tyrimams vystymosi biologijos srityje.
Iki šiol mokslininkai analizavo pelių ir kitų primatų (ne žmonių) mėginius, norėdami geriau suprasti gastruliaciją, tačiau visuomet buvo abejojama, ar šis gyvūnų ir žmonių organizme vykstantis procesas yra panašus.
Naujausio tyrimo metu pristatyti duomenys leidžia įvertinti eksperimentų su gyvūnais naudingumą.
Jokių neuronų
Žmogaus ląstelėse sukaupta visa asmens genetinė medžiaga, bet gastruliacija yra tas pradinis etapas, kai suaktyvinami tam tikri genai ir kamieninės ląstelės virsta, pavyzdžiui, kraujo ar smegenų ląstelėmis.
„Staiga atsiranda didžiulė ląstelių įvairovė“, – internetinės spaudos konferencijos metu žurnalistams aiškino Oksfordo universitete dirbantis studijos autorius Shankaras Srinivas ir minėtąjį procesą pavadino „nuostabiu“.
Šiame etape embrioną sudarančios ląstelės pradeda kauptis specifinėse jo dalyse. S. Srinivo vadovaujama komanda atliko paaukoto žmogaus embriono skrodimą, o paskui sekvenavo vienos ląstelės RNR, kad išsiaiškintų, kurie genai buvo aktyvūs kiekvienoje iš daugiau nei tūkstančio atskirų ląstelių.
Gautame „žemėlapyje“ matyti, kurios ląstelės buvo suaktyvintos ir kuriose kelių savaičių amžiaus embriono vietose jos buvo išsidėsčiusios. Palyginę naujuosius duomenis su gautais tyrinėjant pelių embrionus, mokslininkai rado daugiau panašumų nei skirtumų.
„Pasirodo, kad šie graužikai yra visai neblogi atitikmenys, kalbant apie žmogaus embriono gastruliaciją“, – nurodė S. Srinivas.
Visgi buvo aptikta keletas esminių skirtumų, pavyzdžiui, pelių embrionuose pirminių kraujo ląstelių atsirado gerokai vėliau. Taip pat mokslininkai pastebėjo dar vieną labai įdomų dalyką: nors šiame etape pelių embrionams pradėjo vystytis nervų sistema, žmogaus embriono mėginyje neuronų pėdsakų nebuvo. Šis radinys galėtų padėti pailginti 14 dienų terminą, taikomą auginant embrionus mokslo tikslais, kad būtų užkirstas kelias nors menkiausias nervų sistemos užuomazgas turinčių embrionų tyrinėjimui.
Retas mėginys
Tiek tyrime dalyvavę mokslininkai, tiek jo išvadas apžvelgę ekspertai pažymėjo, kad iš Jungtinėje Karalystėje esančios organizacijos „Human Developmental Biology Resource“ gautas mėginys yra labai retas.
„Pirmąsias 16 dienų po apvaisinimo daugelis moterų net neįtaria esančios nėščios, – sakė S. Srinivas. – Bet ši moteris suprato, kad laukiasi, pasidarė abortą ir paaukojo embrioną.“
Studijos autorius pridūrė, kad prieš tai jo laboratorija panašaus mėginio laukė penkerius metus ir kad pasikeitus taisyklėms dėl embrionų surinkimo nutraukus nėštumą, ko gero, laukti tektų dar ilgiau.
Jo komanda atliko genominius tyrimus ir apžiūrėjo embrioną, norėdama nustatyti, ar jis yra geras įprastos žmogaus vaisiaus raidos pavyzdys. Tiesa, tyrėjai taip pat sakė, kad būtų idealu turėti daugiau tokių mėginių, tačiau greičiausiai tam reikėtų pakeisti taisykles.
„Tai labai svarbus darbas, tapsiantis daugelio tolesnių tyrimų pagrindu“, – mano Kento universiteto genetikas Darrenas Griffinas.
Londono imperatoriškajame koledže dirbantis kamieninių ląstelių biologas Harry Leitchas šią studiją pavadino „neįkainojamu šaltiniu“, kuris „paspartins kamieninių ląstelių biologijos ir regeneracinės medicinos pažangą“.