Laboratuvarda İlk Defa Yetiştirilen 2 Haftalık İnsan Embriyo Modellerinin Tamamı
Bilim insanları, laboratuvarda kültürlenmiş kök hücrelerden elde edilen insan embriyo modelleri geliştirdiler ve bu modeller, implantasyonun rahim duvarına yerleştirilmesinden sonraki kritik ilk haftayı eşi benzeri görülmemiş bir şekilde inceleme fırsatı sağlıyor.
Üreme, erken hamilelik kaybı ve gelişimsel doğumsal kusurlar, gestasyonun başlangıcında döllenmiş bir yumurtanın rahmin iç yüzeyine yerleşmesinin hemen ardından neler olduğuna daha derinlemesine bir bakışla daha iyi anlaşılabilir. Ancak, etik ve teknik zorluklar, insan embriyo gelişiminin bu kritik aşamalarını inceleme yeteneğimizi engelledi.
“Olaylar ilk ayda gerçekleşir, gebeliğin kalan sekiz ayı genellikle büyüme sürecidir,” diyor İsrail’deki Weizmann Bilim Enstitüsü’nden moleküler genetikçi Jacob Hanna.
“Ancak bu ilk ay hala büyük ölçüde gizemlerle dolu. Kök hücreden türetilmiş insan embriyo modelimiz, bu gizeme göz atmanın etik ve erişilebilir bir yolunu sunuyor.” Uluslararası bir araştırma ekibi, genetik olarak değiştirilmemiş, farklılaşmamış insan kökenli kök hücreleri, insan embriyonik gelişimini taklit eden karmaşık yapılar haline getirdi.
Bu süreç, insan kök hücrelerinin dikkate değer bir şekilde kendi kendini düzenleme yeteneğini ortaya koyuyor ve bu, pratik ve etik zorluklar nedeniyle şimdiye kadar görünmeyen fenomenleri araştırmacılara yeni bir yol sağlıyor.
Önceki araştırmalar, fare embriyolarından alınan kök hücrelerin hala embriyoyu oluşturan ve destekleyen dokuları büyütmek için yapay olarak yönlendirilebileceğini gösterdi. Bu, embriyonik hücrelerin vücut dokusunun üç ana türünü oluşturduğu post-gastrulasyon aşamasında yapısal kök hücre tabanlı bir embriyo modeli (SEM) oluşturarak gerçekleşir.
“Here, we extend these findings to humans, while using only genetically unmodified human naïve embryonic stem cells,” writes Hanna and colleagues.
“Biz sadece genetik olarak değiştirilmemiş insan saf embriyonik kök hücreleri kullanarak bu bulguları insanlara genişletiyoruz” diyor Hanna ve meslektaşları.
“Embriyo benzeri yapıların oluşturulma kapasitesini test etmeye devam ettik… bu, doğal insanın rahim içi gelişiminin farklı aşamalarını taklit edebilen yapılar oluşturabilirdi.” İdeal koşulları belirlediler, implantasyonun döllenmeden 7-8 gün sonra gerçekleştiği aşamadan başlayarak, hücre sayıları, hücre karışımları içindeki oranlar ve kültür kompozisyonları gibi çeşitli aşamalar için.
“Bu insan tam SEM’ler, döllenmeden sonra 13-14 gün boyunca implantasyon sonrası aşama embriyo oluşumunun temel işaretlerini hatırlatan gelişimsel büyüme dinamiklerini sergiledi,” diyor yazarlar.
Modeller, erken aşama insan embriyolarının bilinen tüm kökenlerini ve bileşenlerini, epiblast, hypoblast, extraembryonic mesoderm, trophoblast ve yumurta kesesini içerecek şekilde tasvir ediyor. İnsan SEM’lerinden elde edilen hücre profilleri, bir referans veritabanıyla karşılaştırıldığında, implantasyondan hemen sonra insan embriyolarında görülen gen ifadesi desenlerini ve hücre tipi bileşimini hatırlattı.
Yazarlar, insan SEM’lerinin embriyolarla tamamen aynı olmadığını, ancak büyük araştırma fırsatları sunan bir model olduğunu belirtiyor.
“Çoğu gebelik başarısızlığı, genellikle kadının hamile olduğunu bile bilmeden ilk haftalarda meydana gelir. Birçok doğumsal kusur da genellikle çok daha sonra keşfedilmesine rağmen bu erken dönemde ortaya çıkar,” diyor Hanna.
“Modellerimiz, bu erken aşamada uygun gelişimi sağlayan biyokimyasal ve mekanik sinyalleri ve bu gelişimin nasıl yanlış gidebileceğini ortaya çıkarmak için kullanılabilir.”
Bu çalışma Nature dergisinde yayınlandı.
