מדעני אוניברסיטת קיימברידג 'השתמשו בתאי גזע אנושיים כדי ליצור מבנים דמויי עוברים תלת מימדיים המשכפלים היבטים מסוימים של התפתחות אנושית מוקדמת מאוד-כולל ייצור תאי גזע בדם.
תאי גזע בדם אנושי, הידועים גם בשם תאי גזע המטופואטיים, הם תאים לא בשלים שיכולים להתפתח לכל סוג של תאי דם, כולל תאי דם אדומים הנושאים חמצן וסוגים שונים של תאי דם לבנים המכריעים למערכת החיסון.
המבנים דמויי העובר, אותם כינו המדענים 'המטואידים', מארגנים את עצמם ומתחילים לייצר דם לאחר כשבועיים של התפתחות במעבדה-מחקה את תהליך ההתפתחות בעוברים אנושיים.
המבנים נבדלים מעוברים אנושיים אמיתיים במובנים רבים, ואינם יכולים להתפתח לתוכם מכיוון שהם חסרים כמה רקמות עובריות, כמו גם את שק החלמונים התומך והשליה הדרושים להמשך התפתחות.
המטואידים מחזיקים בפוטנציאל מרגש להבנה טובה יותר של היווצרות הדם במהלך התפתחות אנושית מוקדמת, המדמים הפרעות בדם כמו לוקמיה, ולייצור תאי גזע דם לאורך זמן עבור השתלות.
ניתן ליצור את תאי הגזע האנושיים המשמשים לפיקוח המטואידים מכל תא בגוף. המשמעות היא שהגישה מחזיקה גם בפוטנציאל רב לרפואה מותאמת אישית בעתיד, בכך שהיא מאפשרת לייצור דם התואם לחלוטין את גופו של המטופל עצמו.
למרות שקיימות שיטות אחרות לייצור תאי גזע בדם אנושי במעבדה, אלה דורשות קוקטייל של חלבונים נוספים כדי לתמוך בצמיחתם והתפתחותם של תאי הגזע. השיטה החדשה מחקה את התהליך ההתפתחותי הטבעי, המבוסס על מודל דמוי עובר אנושי, בו סביבת התמיכה המהותית של התאים מניעה את היווצרות תאי הדם ומכות תאי לב באותה מערכת.
הממצאים מתפרסמים היום בכתב העת דוחות תאים.
זה היה רגע מרגש בו הצבע האדום בדם הופיע במנה – הוא נראה אפילו לעין בלתי מזוינת.
המודל החדש שלנו מחקה את התפתחות הדם העובר האנושי במעבדה. זה שופך אור על האופן בו תאי דם נוצרים באופן טבעי במהלך עוברים אנושיים, ומציעים התקדמות רפואית פוטנציאלית למסך תרופות, לחקור דם מוקדם והתפתחות חיסונית ומודלים הפרעות דם כמו לוקמיה. "
ד"ר ג'יטש ניופאן, חוקר במכון גורדון באוניברסיטת קיימברידג 'ומחבר המחקר הראשון
פרופסור אזים סוראני במכון גורדון באוניברסיטת קיימברידג ', מחבר העיתון הבכיר, אמר: "מודל זה מציע דרך חדשה עוצמתית לחקור התפתחות דם בעובר האנושי הקדום. למרות שהוא עדיין בשלבים המוקדמים, היכולת לייצר תאי דם אנושיים במעבדה, צעד משמעותי לעבר מטפלים מתחדשים עתידיים – המשתמשים בתאים של מטופל כדי לתקן את הרקמות המפוקחות.
ד"ר ג'רלדין ג'ווט ממכון גורדון באוניברסיטת קיימברידג ', מחבר משותף של המחקר, אמר: "המטואידים לוכדים את הגל השני של התפתחות הדם שיכולים להוליד תאים חיסוניים מתמחים או תאי לימפה אדפטיביים, כמו תאי T הפותחים דרכים מרגשות לשימוש שלהם במודל התפתחות דם בריאה וסרטנית."
מבנים מארגנים עצמיים
המודל החדש דמוי העובר האנושי מדמה את שינויי התא המתרחשים בשלבים המוקדמים מאוד של ההתפתחות האנושית, כאשר איברים ומערכת הדם שלנו מתחילים להיווצר תחילה.
הצוות הבחין בהופעתם של המטואידים התלת מימדיים תחת מיקרוסקופ במעבדה. ביום השני, אלה התארגנו בעצמם לשלוש שכבות נבט – המכונה Ectoderm, mesoderm ו- endoderm – יסודות תוכנית גוף האדם שהם מכריעים לעיצוב כל איבר ורקמות, כולל דם.
ביום שמונה נוצרו תאי לב פועמים. תאים אלה בסופו של דבר מולידים את הלב בעובר אנושי מתפתח.
ביום שלוש עשרה, הצוות ראה טלאים אדומים של דם מופיעים בהמטואידים. הם גם פיתחו שיטה שהדגימה שתאי גזע בדם בהמטואידים יכולים להתמיין לסוגי תאי דם שונים, כולל תאי חיסון מיוחדים, כמו תאי T.
מאיר אור על התפתחות אנושית מוקדמת
מודלים של עוברים הנגזרים מתאי גזע הם מכריעים לקידום הידע שלנו על התפתחות אנושית מוקדמת.
תאי הדם בהמטואידים מתפתחים לשלב המתאים בערך לשבוע הרביעי עד חמישה של התפתחות עוברית אנושית. לא ניתן לצפות ישירות בשלב החיים המוקדם מאוד הזה בעובר אנושי אמיתי מכיוון שהוא השתיל ברחם האם עד כה.
ישנן תקנות ברורות הנוגעות למודלים מבוססי תאי STEM של עוברים אנושיים, וכל המחקר המדגמן פיתוח עוברים אנושיים חייב להיות מאושר על ידי ועדות אתיקה לפני שתמשיך. מחקר זה קיבל את האישורים הנדרשים, והמאמר שהתקבל נבדק עמיתים.
המדענים ערכו פטנט על עבודה זו באמצעות קיימברידג 'מיזם, זרוע החדשנות של אוניברסיטת קיימברידג', המסייעת לחוקרים לתרגם את עבודתם להשפעה כלכלית וחברתית מובילה ברחבי העולם.
