Oamenii de ştiinţă israelieni au cultivat o entitate care seamănă foarte mult cu un embrion uman timpuriu, fără a folosi spermă, ovule sau uter.
Echipa de la Institutul Weizmann spune că „modelul de embrion”, realizat cu ajutorul celulelor stem, arată ca un exemplu de manual al unui embrion real de 14 zile. Acesta a eliberat chiar şi hormoni care au făcut ca un test de sarcină să devină pozitiv în laborator.
Această cercetare, publicată în revista Nature, este descrisă de echipa israeliană ca fiind primul model embrionar „complet" care imită toate structurile-cheie ce apar în embrionul timpuriu.
Cercetarea embrionară este dificilă din punct de vedere juridic, etic şi tehnic. Dar există acum un domeniu în plină dezvoltare care imită dezvoltarea embrionară naturală.
Ambiţia modelelor embrionare este de a oferi o modalitate etică de a înţelege primele momente ale vieţii noastre. Primele săptămâni după ce un spermatozoid fertilizează un ovul reprezintă o perioadă de schimbări dramatice - de la o colecţie de celule indistincte la ceva care, în cele din urmă, devine recognoscibil la o scanare ca fiind un copil.
Această perioadă crucială este cea în care au loc multe avorturi spontane şi se formează defecte congenitale, dar este foarte puţin înţeleasă.
„Este o cutie neagră - şi nu este un clişeu - cunoştinţele noastre sunt foarte limitate", spune profesorul Jacob Hanna, de la Institutul de Ştiinţe Weizmann.
Cum a luat naștere embrionul de laborator
„Aceasta este cu adevărat o imagine de manual a unui embrion uman din ziua 14, care nu a mai fost realizată până acum", spune profesorul Hanna.
În loc de spermatozoizi şi ovule, materialul de plecare au fost celule stem, reprogramate pentru a dobândi potenţialul de a deveni orice tip de ţesut din organism.
Apoi, s-au folosit substanţe chimice pentru a determina aceste celule stem să devină patru tipuri de celule care se găsesc în primele stadii ale dezvoltării embrionului uman:
- celulele epiblastului, care devin embrionul propriu-zis (sau fătul)
- celule trofoblaste, care devin placenta
- celule hipoblaste, care devin sacul amniotic de susţinere
- celulele mezodermului extraembrionar
În total, 120 dintre aceste celule au fost amestecate într-un raport precis - iar apoi, cercetătorii au făcut un pas înapoi şi au privit.
1% din acest amestec a început călătoria de a se asambla spontan într-o structură care seamănă, dar nu este identică cu un embrion uman.
„Acord un mare credit celulelor - trebuie să aduci amestecul potrivit şi să ai mediul potrivit şi, pur şi simplu, acestea trec la treabă. Este un fenomen uimitor", explică profesorul Hanna.
Modelele de embrioni au fost lăsate să crească şi să se dezvolte până când au fost comparabile cu un embrion la 14 zile după fertilizare. În multe ţări, aceasta este limita legală pentru cercetarea embrionară normală.
Profesorul Hanna face un tur 3D al „arhitecturii extrem de fine" a modelului de embrion. Se vede trofoblastul, care în mod normal ar deveni placenta, învelind embrionul. Şi include cavităţile - numite lacune - care se umplu cu sângele mamei pentru a transfera nutrienţii către copil. Există un sac vitelin, care are unele dintre rolurile ficatului şi rinichilor, şi un disc embrionar bilaminar - una dintre caracteristicile cheie ale acestui stadiu de dezvoltare a embrionului.
Scopul experimentului
Speranţa este că modelele embrionare îi pot ajuta pe oamenii de ştiinţă să explice cum apar diferite tipuri de celule, să asiste la primii paşi în construirea organelor corpului şi să înţeleagă bolile genetice sau ereditare. Deja, acest studiu arată că alte părţi ale embrionului nu se vor forma decât dacă celulele timpurii ale placentei îl pot înconjura.
Se vorbeşte chiar despre îmbunătăţirea ratelor de succes ale fertilizării in vitro (FIV), ajutând la înţelegerea motivelor pentru care unii embrioni nu reuşesc să se fixeze.
De asemenea, folosind astfel de modelele se poate testa dacă anumite medicamente sunt sigure în timpul sarcinii.
Profesorul Robin Lovell Badge, care cercetează dezvoltarea embrionară la Institutul Francis Crick, spune că aceste modele de embrioni „arată destul de bine" şi „arată destul de normal".
„Cred că este bine, cred că este foarte bine făcut, totul are sens şi sunt destul de impresionat de asta", a declarat el.
Rata actuală de eşec de 99% ar trebui să fie îmbunătăţită, adaugă el. Ar fi greu de înţeles ce nu merge bine în cazul unui avort spontan sau al infertilităţii, dacă modelul nu reuşeşte să se asambleze singur în majoritatea timpului.
Linia roșie a eticii
Cercetarea ridică, de asemenea, întrebarea dacă dezvoltarea embrionară ar putea fi imitată dincolo de stadiul de 14 zile. Acest lucru nu ar fi ilegal, inclusiv în Marea Britanie, deoarece modelele embrionare sunt distincte din punct de vedere juridic de embrioni.
„Unii vor saluta acest lucru, dar altora nu le va plăcea", spune profesorul Lovell-Badge.
Profesorul Alfonso Martinez Arias, de la departamentul de ştiinţe experimentale şi sănătate de la Universitatea Pompeu Fabra, crede că este „o cercetare extrem de importantă".
„Prin această lucrare s-a reuşit, pentru prima dată, construirea fidelă a structurii complete (a unui embrion uman) din celule stem în laborator, deschizând astfel uşa pentru studii asupra evenimentelor care duc la formarea planului corpului uman", spune el.
Cercetătorii subliniază însă că ar fi lipsit de etică, ilegal şi de fapt imposibil să obţii o sarcină folosind aceste modele de embrioni - asamblarea celor 120 de celule împreună depăşeşte punctul în care un embrion ar putea fi implantat cu succes în mucoasa uterului.