Drugi tydzień rozwoju zarodka ludzkiego, kiedy zostaje on zagnieżdżony w macicy, to etap kluczowy. W tym okresie mogą pojawić się wady wrodzone czy choroby genetyczne, które często prowadzą do poronienia. Badania tego krótkiego, ale istotnego okresu, są jednak niezwykle trudne, ze względu na mikroskopijne rozmiary zarodka.

Teraz naukowcy z Uniwersytetu w Cambridge oraz Instytutu Technologicznego Kalifornii (Caltech) dokonali przełomu, tworząc modele 3D embrionów ludzkich z komórek macierzystych. Te struktury naśladują rozwój zarodka między dziewiątym a czternastym dniem, umożliwiając naukowcom dokładne badanie tego etapu w laboratorium. Dotychczas możliwe było jedynie badanie tego okresu na zwierzętach.

"Nasz model zarodkowy, stworzony całkowicie z ludzkich komórek macierzystych, pozwala nam zajrzeć do wnętrza rozwijającej się struktury w etapie, który normalnie jest dla nas ukryty z powodu implantacji maleńkiego zarodka w macicy matki. To ekscytujące osiągnięcie pozwala nam manipulować genami, aby zrozumieć ich rolę w rozwoju zarodka" - mówi profesor Magdalena Zernicka-Goetz, główna autorka badania.

Model embrionów zawiera większość komórek potrzebnych do stworzenia zarodka ludzkiego - prekursorów komórek rozrodczych, komórek łożyska, woreczka żółtkowego i owodniowego. Ze względów etycznych, nie zawierają one jednak komórek mózgowych ani bijących komórek serca, co ogranicza możliwość ich dalszego rozwoju po 14 dniu.

Ta odkrywcza praca jest wynikiem wieloletnich badań profesor Zernicka-Goetz i jej zespołu, którzy wcześniej pracowali nad udoskonaleniem modeli embrionów myszy. Badania w tym kierunku prowadzone są również w innych ośrodkach naukowych, między innymi w Instytucie Nauki Weizmanna w Izraelu, gdzie naukowcy odnieśli sukces w tworzeniu modeli embrionów myszy, których serca zaczynają bić.

Te nowatorskie modele zarodków komórek macierzystych otwierają nowe horyzonty w badaniu wczesnych etapów rozwoju zarodkowego. Pozwalają lepiej zrozumieć zaburzenia genetyczne oraz przyczyny poronień. Mogą również przyczynić się do poprawy skuteczności leczenia niepłodności, rozwoju nowych metod leczenia chorób genetycznych, a nawet hodowli narządów do przeszczepów.