Într-un efort de a depăși neajunsurile lipsei de organe, biologia sintetică evoluează în speranța că, într-o zi, va produce organe umane funcționale. Anul trecut, cercetătorii de la Universitatea din Virginia au reușit să dezvolte din celule stem un embrion de șoarece aproape complet.
În acest an, alți oameni de știință au reușit să creeze embrioni sintetici compleți, cu tract intestinal, creier primitiv și inimă care bate. Deși rata de succes a rămas scăzută, rezultatul deschide calea pentru dezvoltarea de embrioni artificiali.
Celulele stem au această capacitate de a se diferenția în orice tip de celule. Atunci când sunt cultivate in vitro (în laborator), pot contribui la formarea de țesuturi embrionare sau extraembrionare după injectarea lor în embrioni de mamifere.
Cu toate acestea, până acum nu se știa dacă celulele stem cultivate izolat pot da naștere unor structuri embrionare întregi.
Pentru prima dată, cercetătorii de la Institutul Weizmann din Israel au descoperit că celulele stem de șoarece se pot autoasambla în structuri embrionare complet sintetice, adică fără a fi nevoie de un ovul sau de spermatozoizi.
Cultura a fost realizată în afara uterului unei femele de șoarece, în interiorul unui bioreactor (numit „uter mecanic”) și folosind celule stem cultivate într-un recipient Petri.
Acest uter mecanic fusese deja testat anul trecut de aceeași echipă de cercetători, pentru a permite dezvoltarea embrionilor naturali de șoarece în afara uterului timp de câteva zile. Pentru noul lor studiu, cercetătorii au folosit același dispozitiv pentru a hrăni celulele stem de șoarece timp de mai bine de o săptămână, aproximativ jumătate din perioada de gestație a unui șoarece.
Corespunde în proporție de 95% unui embrion natural de șoarece
Embrionii sintetici s-au dezvoltat până în ziua 8, cu tract intestinal, un început de creier și o inimă care bate, precum și placenta și sacul vitelin care înconjoară embrionul. Mai mult, unele dintre celulele stem au fost tratate în prealabil cu substanțe chimice care au activat programe genetice care le-au permis să fie transformate în placentă sau în sac vitelin.
„Rezultatele noastre evidențiază potențialul plastic al celulelor pluripotente de a se autoorganiza, de a reconstitui funcțional și de a modela întregul embrion de mamifer dincolo de stadiul timpuriu al dezvoltării embrionare”, scriu autorii studiului.
În cele din urmă, cele mai multe dintre celulele stem nu au reușit să formeze structuri asemănătoare embrionilor: doar 50 din 10.000 de grupuri s-au dezvoltat corespunzător.
Cu toate acestea, oamenii de știință sunt mulțumiți de o potrivire de 95% cu un embrion natural de șoarece de aceeași vârstă – după analizele profilului genetic al celulelor – și de organele funcționale formate.
Un pas înainte spre cultivarea embrionilor umani sintetici?
Profesorul Jacob Hanna, care a condus studiul, a declarat pentru The Guardian că embrionii sintetici nu erau embrioni „reali” și nu aveau potențialul de a se dezvolta în animale vii sau, cel puțin, nu au făcut acest lucru atunci când au fost transplantați în pântecele unor șoareci femele.
Pe lângă interesul de a studia modul în care celulele stem formează diferitele organe ale embrionului în curs de dezvoltare (și posibilele boli), descoperirea deschide calea pentru cultivarea de embrioni umani sintetici din celule stem.
„În Israel și în multe alte țări, cum ar fi SUA și Marea Britanie, este legal să facem acest lucru și avem aprobarea de a folosi celule stem pluripotente de om. Este o alternativă etică și tehnică la utilizarea embrionilor”, a declarat Hanna pentru The Guardian.
Părerile pe această temă sunt împărțite, unii considerând că trebuie să existe mai întâi un cadru de reglementare înainte de a putea începe crearea de embrioni. Este și cazul doctorului James Briscoe, care nu a fost implicat în cercetare:
„Embrionii umani sintetici nu reprezintă o perspectivă imediată. Știm mai puțin despre embrionii umani decât despre cei de șoarece, iar „ineficiența” embrionilor sintetici de șoarece sugerează că transpunerea rezultatelor la oameni necesită o dezvoltare ulterioară.”
