Doszło do przełomowego odkrycia w dziedzinie biologii rozwoju dokonanego przez zespół Polskiej badaczki – prof. Magdaleny Żarnieckiej-Goetz. Rozwój embrionalny człowieka (embriogenezę), trwający około 8 tygodni, można podzielić na cztery kluczowe etapy: zapłodnienie, bruzdkowanie, gastrulację i organogenezę. To właśnie wtedy pojedyncza komórka ulega ściśle kontrolowanym podziałom dając początek funkcjonalnemu organizmowi. To również wtedy, wiele procesów może pójść źle w rezultacie warunkując poważne choroby genetyczne. Proces ten budzi ogromne zainetesowanie wśród naukowców starających się zrozumieć podstawowe zasady rozwoju człowieka. A jest to często niesłychanie trudne, z uwagi na surowe regulacje towarzyszące badaniom w dziedzinie embriologii i biologii rozwoju człowieka.
Pułap 14 dni
Obecnie, prawo pozwala na hodowlę ludzkich zarodków poza organizmem matki w celach badawczych przez 14 dni. Jest spowodowane tym, że po 14 dniach od zapłodnienia zaczyna wykształcać się układ nerwowy. Jeszcze do niedawna, hodowanie zarodków w tych warunkach było niesamowicie trudne i często kończyło się niepowodzeniem po 7 dniach. Aż do 2016 roku, kiedy to prof. Magdalena Żarnecka-Goetz wraz ze swoim zespołem badawczym opracowała nowatorską metodę umożliwiającą przetrwanie zarodków do 14 dni, tym samym pozwalając na obserwowcję zmian jakie w nich zachodzą po zagnieżdżeniu się w ścianie macicy [1]. Było to przełomowe odkrycie, gdyż zespół prof. Żarneckiej-Goetz obalił hipotezę, głoszącą że po zagnieżdżeniu się zarodka, organizm matki wysyła swego rodzaju sygnały powodujące różnicowanie się jego komórek. Eksperyment ten wykazał jednak coś innego, mianowicie że to zarodek ma w sobie zakodowany przepis, jak ma się dalej rozwijać. Prof. Żarnecka-Goetz nie osiadła jednak na laurach i niedawno wraz ze swoim zespołem badawczym dokonała kolejnego niesamowitego odkrycia w dziedzinie biologii rozwoju.
Rewolucyjny model naukowy
W ubiegłym miesiącu, zespół pod przewodnictwem prof. Żarneckiej-Goetz z Uniwersytetu w Cambridge dokonał oszałamiającego odrycia – stworzenia z komórek macierzystych organizmu, przypominającego zarodek. W nauce tego typu model nazywany jest zarodkiem syntetycznym, gdyż jest to twór stworzony jedynie z komórek macierzystych. Termin ten może być jednak nieco mylący, bo model ten nie jest ani syntetyczny (komórki macierzyste oryginalnie pochodzą z zarodka) ani też nie jest identyczny do zarodka (syntetyczne zarodki różnią się od naturalnie powstałych zarodków) [2]. W artykule dla Newsweek prof. Żarnecka-Goetz podkreśla, że model stworzony przez nią nie jest zarodkiem, a jedynie go przypomina [1]. Profesor jest świadoma, że tego typu uproszczenia mogą wzbudzać niepotrzebne emocje [1].
Geneza odkrycia
Prof. Żarnecka-Goetz od ponad 20 lat prowadzi badania nad zarodkami, głównie mysimi z powodu ich większej dostępności. W przeszłości jej grupa badawcza oraz konkurencyjna grupa naukowców z Weizmann Institute w Izraelu udowodniły, że mysie komórki macierzyste mogą być mobilizowane do samoistnego tworzenia wczesnych struktur zarodko-podobnych z układem pokarmowym, początkami mózgu a nawet bijącym sercem [3]. Od tamtego momentu, wielu grupom badawczym udało się powtórzyć ten eksperyment z użyciem ludzkim komórek i zaobserwować wczesne etapy rozwoju. Modele prof. Żarneckiej-Goetz są następstwem pojedynczych embrionalnych komórek macierzystych, które dotrwały do początku rozwojowej fazy zwanej gastrulacją, kiedy to zarodek przestaje być ciągłą powłoką komórek a przekształca się formułując konkretne listki zarodkowe otaczające pierwotną jamę ciała [3]. Na ten moment, te niby-zarodki hodowane były do odpowiednika 14 dni – legalnego terminu czasowego dla naturalnie powstałych zarodków regulowanych przez prawo [2].
Etyczne zagwostki
Tego typu odkrycia, uświadamiają jak szybko rozwój nauki w dziedzinach biologii rozwoju i embriologii człowieka wyprzedził prawo. Naukowcy w Wielkiej Brytanii, kolebce wspomnianego odkrycia, spieszą aby dobrowolnie nakreślić wytyczne pomagające unormować pracę nad sysntetycznymi zarodkami [3]. Lovell-Badge – brytyjski biolog odpowiedzialny za przełomowe współodkrycie genu SRY na chromosomie Y będącego wyznacznikiem płci u ssaków – w rozmowie z The Guardian wspomina ‘Jeśli myślą przewodnią jest fakt, iż syntetyczne zarodki są bardzo podobne do naturalnych zarodków, to w pewnym stopniu powinny one być traktowane tak samo. Obecnie w świetle prawa nie są i ludzi to martwi’[3]. Kolejną kwestią jest też pozostawione bez odpowiedzi pytanie czy struktury te mogą przekształcić się w żyjące organizmy [3]. Wspomniany wcześniej eksperyment prof. Żarneckiej-Goetz na syntetycznych mysich zarodkach udowodnił, że są one łudząco podobne do naturalnych zarodków, jednak po wszczepieniu w macicę samicy nie rozwinęły się one w żyjący organizm. W kwietniu tego roku, naukowcy z Chin wszczepili syntetyczne zarodki stworzone z małpich komórek do macicy dorosłych małp, z których kilka wykazywało początkowe znaki ciąży jednak żaden z zarodków nie rozwinął się dłużej niż kilka dni [3].
Bez wątpienia temat ten wywołuje silne emocje u szerszej publiki, jednak nie można też zapominać, że badania na syntetycznych zarodkach mogą dostarczyć nam wielu kluczowych informacji wykorzystanych na przykład do lepszego diagnozowania i leczenia powstających zaburzeń w zarodku, opracowania skuteczniejszych niż dziś metod zapładniania in-vitro czy też wyjaśnienia przyczyn wczesnych poronień [1]. Temat z pewnością nie jest łatwy, a odpowiednie legislacje są na ten moment kluczowe aby unormować eksperymenty na syntetycznych zarodkach.
Bibliografia:
- Romanowska D. Ukryte w zarodku. [Internet]. 2017. (newsweek.pl). Dostęp: https://www.newsweek.pl/zdrowie-i-nauka/nauka/ukryte-w-zarodku/bsdlyln
- Wilson C. Czym są ‘syntetyczne zarodki’ i dlaczego naukowcy je tworzą? [Internet]. 2023. (newscientist.com). Dostęp: https://www.newscientist.com/article/2378553-what-are-synthetic-embryos-and-why-are-scientists-making-them/
- Devlin H. Syntetyczne ludzkie zarodki przełomowym osiągnięciem [Internet]. 2023. (theguardian.com). Dostęp: https://www.theguardian.com/science/2023/jun/14/synthetic-human-embryos-created-in-groundbreaking-advance
Wiktoria Bulik
