חוקרים במכון פרנסיס קריק פיתחו מודל תאי גזע חדש של שק מי שפיר האנושי הבוגר, המשכפל את התפתחות הרקמות התומכות בעובר משבועיים לארבעה שבועות לאחר ההפריה. זהו המודל הראשון של התפתחות SAC של מי שפיר לאחר שבועיים.
כמתואר במחקר שפורסם היום ב תָאניתן להשתמש במודל החדש כדי לחקור את מקורו ותפקודו של האמינה האנושית ולסייע בזיהוי דרכים לא ידועות בעבר, שפק מיכלול עשוי לתמוך בהתפתחות עוברית. היא גם מקיימת הבטחה להליכים רפואיים העושים שימוש בקרום מי שפיר.
האמיניון הוא קרום מגן שמאבק בלונים לשק המכיל נוזל מי שפיר, שמשאיר את הגוף כאשר מימי האם נשברים לפני הלידה. עד לאחרונה נחשב תפקידו העיקרי סביבו ומגן על התינוק, מרופד אותו מפני זעזועים ומאפשר לחומרים מזינים לעבור לפני צורת השלייה.
החוקרים לא הצליחו ללמוד את האמיניון בפירוט מכיוון שמודלים של עוברי תאי גזע נוכחיים בדרך כלל אינם תופסים שלבים מאוחרים יותר של התפתחות אנושית, ומסיבות אתיות, לא ניתן ללמוד עוברים אנושיים לאחר ארבעה עשר יום.
משכפל את השק השפיר
הצוות בקריק יצר מודל תלת ממדי חדש-המכונה מי שפיר שלאחר האסטרולציה (PGA)-שדומה מקרוב לאמינה האנושית ורקמות תומכות אחרות לאחר גסטרולציה (כאשר תאי העובר מתארגנים לשכבות שיוצרים רקמות ואיברים). הם עשו זאת על ידי טיפוח תאי גזע עובריים אנושיים בסדרת צעדים עם שני אותות כימיים בלבד במשך 48 שעות, לאחר מכן התארגנו התאים לשכבות הפנימיות והחיצוניות של האמינה.
מבנה דמוי SAC שנוצר ביום 10 בלמעלה מ- 90% מה- PGAs. אלה התרחבו בהדרגה בגודל של 90 יום, מבלי שניתנו להם איתותים נוספים. הרכב התא במודלים הראה דמיון מדהים לשק השפיר האנושי, והנוזל בתוך PGAs חיקד את תוכן נוזל מי שפיר האנושי.
Crosstalk בין האמיניון לעובר
באמצעות טכניקות מניפולציה גנטיות, החוקרים מצאו גורם שעתוק (גן המעביר גנים אחרים או כבוי) הנקרא GATA3 גרם לצמיחה לקויה של רקמת אמניון אם נכבה ב- PGAs.
לעומת זאת, כאשר הם הגבירו את GATA3 בתאי גזע עובריים, התאים פיתחו מבנה דמוי שקם של שקעים מבלי שניתנו להם איתותים אחרים. ניסויים אלה הראו כי GATA3 נחוץ כדי להתחיל את פיתוח האמיניון.
לבסוף, הצוות שאל אם הרקמות מי שפיר עוזרות לתאים העובריים להתפתח ולפרט ולא רק להגן עליהם. הם ערבבו תאי PGA עם תאי גזע עובריים שלא טופלו, וראו שתאים לא מטופלים פיתחו מבנים דמויי שפן מי שפיר, מראים כי אותות מהמיניון עשויים לתקשר עם תאים עובריים ..
גישה חדשה להליכים רפואיים
בשל תכונותיו המחודשות, האנטי-דלקתיות והאנטי-מיקרוביאליות, קרום ה- SAC של מי שפיר ניתן לתרום על ידי אנשים שעברו קטעי C אלקטיביים, שישמשו לנהלים רפואיים כמו שחזור הקרנית בעין, לתקן את רירית הרחם או לטפל בכוויות וכיבים.
מכיוון שרקמות שהושתלו מסתמכת על תרומות, הצוות מאמין ש- PGAs יכולים לספק מקור אלטרנטיבי לממברנות מי שפיר, שאפשר אפילו לגדל אותו מתאים של המטופל עצמו.
החוקרים עובדים כעת עם צוות התרגום של קריק כדי לחקור את הפוטנציאל של שימוש ב- PGAs במרפאה, כמו גם להתעמק יותר בהבנת התקשורת בין שק השפיר לתאים העובריים.
מעביר את השקפתנו על האמינה
התפתחות אנושית מוקדמת היא עדיין קופסה שחורה בגלל אילוצים אתיים וטכניים, אך המודל החדש שלנו נותן נראות מסוימת בזמן קריטי זה, מבלי שצריך להשתמש בעוברים אנושיים. עבודה זו מעבירה את השקפתנו לגבי האמינה כמבנה מגן: היא מדברת באופן פעיל עם העובר ומקדמת את צמיחתו. אנו גם נרגשים מהפוטנציאל של PGAs כדרך מהירה, זולה וניתנת להרחבה לספק ממברנות מי שפיר לשימוש רפואי. "
סילביה סנטוס, מנהיג הקבוצה במעבדה לביולוגיה של תאי גזע כמותיים בקריק ובסופר הבכיר
בורזו גאריבי, מדען המחקר העיקרי במעבדה במעבדה לביולוגיה של תאי הגזע הכמותיים בקריק ובסופר הראשון, אמר: "בחקנו במקור כיצד תאים עובריים מהווים את זהותם, ואז המחקר שלנו קיבל תפנית מעניינת מאוד, מה שהוביל להתפתחות של פונקציונליות. מודל זה משכפל את המבנה האנושי בפעם הראשונה במבנה של המבנה המבנה. ניתן לשחזר.
פרויקט זה התאפשר באמצעות שיתוף פעולה הדוק עם צוותי הגנומיקה, המטבולומיקה והפרוטאומיקה בקריק.
