• Friday July 19,2019

Come studiare gli embrioni, nessun embrione richiesto

Anonim

Studiare lo sviluppo umano - specialmente le primissime fasi della gravidanza - può essere una cosa complicata. Di solito, gli scienziati hanno bisogno di embrioni per esaminare queste prime fasi. Il problema è che gli embrioni sono una risorsa costosa e limitata e lavorare con loro è pieno di dilemmi etici. Ora, un nuovo studio su Nature descrive lo sviluppo di un embrione sintetico che può aiutare i ricercatori a evitare questi problemi e comprendere meglio i primi giorni di sviluppo.

All'inizio

Innanzitutto, iniziamo con alcune nozioni di base. Tutti gli embrioni, almeno nei mammiferi, iniziano come blastocisti - strutture costituite da una cavità interna che contiene un piccolo gruppo di cellule staminali embrionali e uno strato esterno di cellule staminali chiamate trofoblasti. Queste cellule embrionali interne continuano a formare, avete indovinato, l'embrione, mentre i trofoblasti alla fine si trasformano nella placenta protettiva che circonda l'embrione.

In passato, i ricercatori hanno creato linee di cellule staminali sia per le cellule embrionali che per i trofoblasti. Questo è stato grande per la crescita di un gran numero di cellule da studiare e usare negli esperimenti, dal momento che imitano alcune fasi dello sviluppo cellulare. Ma non c'è stato alcun modello di cellule staminali comparabile per le attuali blastocisti composte da queste cellule. Così Nicolas Rivron, un ingegnere dei tessuti e un biologo delle cellule staminali e dello sviluppo presso l'Istituto MERLN per la medicina rigenerativa ispirata alla tecnologia dell'Università Maastricht nei Paesi Bassi, e il suo team ha deciso di crearne uno.

Un nuovo modello

Il gruppo ha preso le cellule staminali embrionali di topo e le cellule staminali del trofoblasto e le ha reintrodotte in condizioni specifiche in laboratorio. Quando lo fecero, i due tipi di cellule si organizzarono spontaneamente in embrioni sintetici, i cosiddetti blastoidi.

In realtà, i blastoidi sono così simili nella forma agli embrioni reali che a malapena riescono a distinguerli al microscopio, secondo Rivron. Meglio ancora, le cellule iniziarono a comunicare, cambiando l'espressione genica dei blastoidi in modo che assomigliassero strettamente agli embrioni anche a livello genetico.

"Questo è in realtà il momento in cui abbiamo detto ok, abbiamo una buona morfologia, sembra davvero bello, ma che dire dei geni?" Dice Rivron. "E quando abbiamo visto il cambiamento nell'espressione genica, abbiamo detto, ok, abbiamo qualcosa qui."

La squadra ha poi messo i blastoidi al test finale: trapiantandoli nell'utero. Quando un embrione naturale implora con successo nell'utero, si vede che l'utero della madre (in questo caso, un topo) inizia a reagire, con i vasi sanguigni che si collegano con l'embrione, inondando il sito di impianto con il sangue. "Tutti questi eventi stavano accadendo molto chiaramente quando abbiamo trasferito gli embrioni sintetici", dice Rivron.

Nonostante questi successi, sottolinea che i blastoidi non sono l'equivalente completo degli embrioni. Sì, sono molto simili nella forma e nell'espressione genica, ma non sono identici; in realtà sono leggermente meno organizzati rispetto alla realtà, e in realtà non sarebbero mai diventati un feto praticabile.

Tuttavia, le applicazioni di avere un modello come questo sono eccitanti. I ricercatori possono creare un enorme numero di questi blastoidi in laboratorio per studiare i meccanismi dello sviluppo embrionale precoce. Sezionare queste fasi in modo più dettagliato può aiutare gli esperti a capire meglio, ad esempio, perché le coppie sottoposte a trattamento per la fertilità non vedono il successo nel trapianto di embrioni. Potrebbe persino aiutare le squadre a sviluppare metodi migliori di contraccezione.

"Per la prima volta, possiamo davvero studiare quei processi che si verificano al momento dello sviluppo iniziale", dice Rivron. "E questo è stato difficilmente possibile fino ad ora."


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