Cercetătorii au creat un embrion uman care produce celule sanguine

Modelul de embrion cultivat în laborator ar putea ajuta cercetătorii să producă celule stem sanguine pentru transplanturi, să testeze medicamente și să înțeleagă afecțiuni ale sângelui, cum ar fi leucemia.

Celulele stem sanguine umane, cunoscute și sub denumirea de celule stem hematopoietice, sunt celule imature care se pot dezvolta în orice tip de celule sanguine, inclusiv celule roșii care transportă oxigen și diferite tipuri de celule albe esențiale pentru sistemul imunitar.

„A fost un moment emoționant când culoarea roșie a sângelui a apărut în vas – era vizibilă chiar și cu ochiul liber”, a spus dr. Jitesh Neupane, cercetător la Institutul Gurdon al Universității din Cambridge și primul autor al studiului publicat în revista Cell Reports.

Structurile asemănătoare embrionilor, pe care oamenii de știință le-au numit „hematoizi”, încep să producă sânge după aproximativ două săptămâni de dezvoltare în laborator, imitând procesul de dezvoltare al embrionilor umani.

Diferențele din acest embrion și unul real

Deși produce celule stem sanguine, spre deosebire de embrionii reali, structura nu are mai multe țesuturi embrionare, precum și sacul vitelin și placenta necesare pentru dezvoltarea ulterioară.

Dr. Geraldine Jowett de la Institutul Gurdon al Universității din Cambridge, coautoare a studiului, a explicat că „hematoizii captează a doua etapă a dezvoltării sângelui, care poate da naștere la celule imune specializate sau celule limfoide adaptative, precum celulele T, deschizând perspective interesante pentru utilizarea lor în modelarea dezvoltării sângelui sănătos și canceros”.

Celulele stem umane utilizate pentru dezvoltarea hematoizilor pot fi create din orice celulă din organism, ceea ce înseamnă că există potențialul de a produce sânge compatibil cu organismul pacientului.
Deși există și alte metode de creare a celulelor stem în laborator, această metodă imită procesul natural de dezvoltare și nu necesită proteine suplimentare pentru a susține creșterea celulelor stem.

Descoperirile au revelat că celulele sanguine din hematoizi se dezvoltă până la un stadiu care corespunde aproximativ săptămânilor patru-cinci de dezvoltare embrionară umană, când organele și sistemul sanguin încep să se formeze. Acest stadiu foarte timpuriu al vieții nu poate fi observat direct într-un embrion uman real, deoarece la acest moment el s-a implantat deja în uterul mamei.

Echipa a observat că, până în a doua zi de creștere a hematoizilor, aceștia s-au auto-organizat în trei straturi germinative – numite ectoderm, mezoderm și endoderm – care constituie fundamentul planului corpului uman și sunt esențiale pentru formarea fiecărui organ și țesut, inclusiv a sângelui.

Până în a opta zi, s-au format celule cardiace bătătoare, care în cele din urmă dau naștere inimii într-un embrion uman în dezvoltare. Până în a treisprezecea zi, echipa a observat apariția unor pete roșii de sânge în hematoizi.

Cercetătorii au dezvoltat, de asemenea, o metodă care a arătat că celulele stem sanguine se pot diferenția în diferite tipuri de celule sanguine, inclusiv celule imune specializate, cum ar fi celulele T.