Petesejtre, hímivarsejtre és anyaméhre sem volt szüksége annak az izraeli kutatócsoportnak, amelynek sikerült ivarsejtek nélkül, testi sejtekből létrehoznia és 14 napos koráig laboratóriumi körülmények között, Petri-csészében nevelgetnie egy természetes körülmények között fogant és anyaméhben nevelkedő emberi embrióra „kísértetiesen hasonlító, de azzal nem azonos” humán embriót. Az eredménnyel lehetővé válik az emberi élet legelső, fogantatás és beágyazódás körüli kritikus időszakának megértése.
A Qubit írta meg, hogy Izraelben, a Tel-Avivtól mintegy 20 kilométerre fekvő Weizmann Intézet molekuláris genetika professzora, Jacob Hanna és az általa vezetett kutatócsoport úgy foglalta össze a kutatómunka jelentőségét a Nature tudományos folyóiratban, hogy eredményükkel lehetővé válik az emberi élet legelső, fogantatás és beágyazódás körüli kritikus időszakának megértése.
Mint azt Hanna a kutatóintézete honlapján közzétett nyilatkozatában kifejtette, „a dráma az első hónapban történik, a terhesség hátralévő nyolc hónapja többnyire növekedés. Csakhogy az első hónap még ma is egy óriási fekete doboz. Az általunk őssejtekből létrehozott humán embrió modell etikus és könnyen hozzáférhető lehetőséget teremt, hogy ebbe a fekete dobozba bepillantást nyerjünk.”
Eddig nem volt lehetséges
Az etikát azért is hangsúlyozzák, mert a humán embriókkal való kísérletezést egészen a közelmúltig mindössze az embrionális fejlődés 14. napjáig engedélyezték. A mesterséges megtermékenyítési eljárásokat követően lefagyasztott, fel nem használt embriókat Olaszországban például ma sem lehet orvosi célokra felajánlani, de Németországban is csak rendkívül körülményes eljárásokat követően, meghatározott esetekben van erre lehetőség. A méhen kívül, laborban növesztett embriómodellekkel azonban – mint arról a portál korábban beszámolt – 2021. szeptemberében a Nemzetközi Őssejtkutató Társaság komoly engedményeket tett, és ettől azt várják, hogy a jövőben forradalmasítja az embriókutatást.
Azzal régóta több kutatócsoport kísérletezik, hogy emberi ivarsejtek és anyaszervezet felhasználása nélkül hozzon létre a reménybeli forradalmi kísérletekhez szükséges embriómodellt, de a humán embriók kemény diónak bizonyultak. Ugyanakkor egerekkel nem csak a Hanna által vezetett izraeli, hanem például a legnagyobb konkurensüknek tartott, Cambridge-ben kutatócsoportot vezető Magdalena Zerniczka-Goetz csapatának is sikerült komoly vihart kavaró eredményeket elérni.
Attól, hogy fejlődött 14 napig, még nem biztos, hogy be is ágyazódna
Ami az egerekkel folytatott hasonló kísérleteket illeti, épp a mostani humán embriót létrehozó csoport vezetője, Jacob Hanna jegyzi azt a tavaly, a Cell folyóiratban publikált tanulmányt is, amelynek értékelésekor maga hangsúlyozta, hogy az ivarsejtek és anyaméh igénybevétele nélkül létrehozott egérembrióknak is mindössze a fél százaléka fejlődött hasonló stádiumig, vagyis addig a pontig, amíg az embrionális sejteknek a szerveket alkotó sejtek felé mutató differenciálódás útjára kellett volna lépniük.
Nem valódi és nem életképes
Hanna akkor, mint arról a Qubiten írtak is, azt mondta, hogy a szintetikus embriók abban az értelemben nem tekinthetők valódi embrióknak, hogy összességében nem fejlődhetett volna belőlük életképes egyed. Ezt onnan tudták, hogy az egerek szokványos embrionális fejlődési idejének a felénél, a nyolcadik nap után a mindaddig fejlődőképesnek tűnő embriószerű képződményeket valódi nőstény egerek méhébe ültették, ám ott épp úgy nem fejlődtek tovább, ahogy az akkori kísérletben bevetett mesterséges méhben sem. A kutatást vezető Hanna ennek ellenére Renewal Bio néven biotechnológiai céget alapított, amelynek végső céljául azt tűzte ki, hogy a gyógyításban használható szintetikus emberi szöveteket és szerveket hozzon létre.
Nem tudni, hogyan fejlődnének tovább
A most létrehozott emberi embriómodellt nem vetették alá hasonló teszteknek, így egyáltalán nem lehet tudni, hogy a természetesen fejlődő humán embriókra „a megtévesztésig hasonlító” mesterséges embriók vajon hogyan fejlődnének tovább, ha megpróbálnák beültetni őket egy anyaméhbe, vagy beágyazódnának-e egyáltalán. Mitől tűnhet mégis az izraeli kutatócsoport eredménye ígéretesebbnek, mint bármelyik eddigi – kevésbé jól sikerült konkurens példaként egyébként Hannáék mostani Nature-publikációjában is hivatkozott – hasonló kutatás?
A molekuláris technológia gyakorlata
A Hanna-féle kutatócsoport nagyjából 10 éve folyamatosan fejlesztett, és a mesterséges humán embrió létrehozásával új szintre lépett eredményének egyik leginkább biztató jellegzetessége az, hogy az embriók létrehozásához használt őssejteken a kutatócsoport semmilyen genetikai módosítást nem hajtott végre. Genetikai módosítás nélkül sikerült ugyanis elérniük, hogy még a többféle testi sejt irányába fejlődni képes őssejti állapotnál is fiatalabb, az embrionális fejlődés 6-7. napjára jellemző naiv, vagyis bármilyen sejtté fejlődni képes állapotba kerüljenek a kísérletben használt őssejtek – írták.
Ehhez különféle, a molekuláris technológia széles tárházát felsorakoztató, különféle transzkripciós és növekedési faktorokból álló molekulákat tartalmazó tápoldatokat adagoltak a sejtek fejlődését biztosító közeghez.
A másik fontos tényező épp ez a bizonyos közeg: a kutatók korábbi kísérleteiből kiindulva olyan speciális anyagokban növesztik az embriókat, amelyek elsősorban arra szolgálnak, hogy a sejtek ne tapadjanak ki, vagyis három dimenzióban tudjanak egymáshoz kapcsolódni.
Ehhez az embriókezdeményeknek otthont adó táptalajt tartalmazó edényeket különféle precíziós szerkezetekkel kell folyamatosan, nem túl lassan, de nem is túl gyorsan mozgatni. Az eredményüknek ugyanis épp az így kialakuló struktúra az egyik legfontosabb eleme: ettől válik a modell embriószerűvé. Ezen felül persze a tápoldat pontos összetételét is egészen pontosan be kell állítani, folyamatosan alkalmazkodva ahhoz, hogy az éppen aktuálisan kifejlődött embrióban pontosan milyen anyagból mekkora mennyiségre van szükség – mondta a portál kérdésére Varga Máté fejlődésbiológus az embriógyártás pontos folyamatának lehetséges akadályairól.
Az összetevők pontos adagolásával és a sejtek letapadását meggátló, precízen kiszámított mozgatással Hanna kutatócsoportjának sikerült elérnie, hogy – más hasonló kísérletektől eltérően – az általuk létrehozott humán embriókban nem csak azok a sejtek fejlődtek ki, amelyek egy későbbi beágyazódást követően el tudnának kezdeni a szerveket alkotó különféle szövetek sejtjeivé alakulni.
A terhesség korai szakaszában ugyanis további, a későbbi magzat szervezetét nem alkotó sejtek biztosítják azt, hogy az embrió tovább tudjon fejlődni, illetve sikeresen és biztonságosan a méh falába tudjon ágyazódni. Ilyen sejtek például a méhlepény magzati részét képező korionboholy (ős)sejtjei, valamint a szikzacskó sejtjei is. Ezeket a sejttípusokat a mesterséges embrió létrehozására irányuló korábbi kísérletekben mindeddig nem sikerült Petri-csészében előállítani.
Mire lehet jó egy mesterséges embrió?
Akárcsak az egerekkel végzett kísérleteikben, az izraeli kutatók a humán embriók esetében is azt vélik, hogy az általuk létrehozott mesterséges embriók akár a továbbfejlődésre is képesek lennének, de mindez nem derülhet ki addig, amíg valaki ki nem próbálja – mondta a Qubitnek Varga. Az embrionális őssejtek további differenciálódása során ugyanis kulcsfontosságú, hogy az egyes, a terhesség legkorábbi szakaszában egyformán fejlődő sejtek pontosan milyen molekuláris környezetbe kerülnek az anyaméhben. Nagyrészt ezen áll vagy bukik, hogy szívizomsejt vagy vesesejt, idegsejt vagy hámsejt lesz-e belőlük.
Ezért azok a remények kissé korainak tűnnek, miszerint a jövőben mesterségesen létrehozott és nevelt embriókkal lehetne megoldani a transzplantációra váró betegek gyógyítását.
„Azzal kapcsolatban viszont sok minden kiderülhet, miért lehet olyan nagy az embrionális veszteség a fogantatás és a beágyazódás környékén. Bár a lombikprogramok miatt az emberi embrionális fejlődés első 7-8 napjáról nagyon sok ismeretünk van, máig nem sikerült pontosan megérteni, hogy az anya szervezetén kívül megtermékenyített petesejtek közül melyik lesz alkalmas a beágyazódásra és miért. A beágyazódások körül pedig akkora a veszteség, hogy a fogantatások nagyobbik részéről soha nem is tudjuk meg, hogy megtörtént, mert a terhességek nagy része, egyes becslések szerint több mint 50 százaléka még a beágyazódás előtt megszűnik. Ennek a szakasznak a mélyebb megértésére ad lehetőséget ez a kísérlet, mert kiderülhet belőle, hogy egy korai embrióban mi minden vezethet vetéléshez” – magyarázta a Qubitnek Dinnyés András őssejtbiológus.
Ezt egyébként Hanna kutatócsoportja is hangsúlyozta: úgy tűnik, hogy kísérletük máris rámutatott arra, hogy ha az embriót nem a megfelelő módon ölelik körül a később a méhlepényt kialakító őssejtek a terhesség 10. napja – a lombikprogramokban követett protokoll 3. napja – környékén, az embrió életben maradását biztosító szikzacskó nem fejlődik megfelelően, így az embriókezdemény életképtelen lesz.
Az egészségvizsgálatok és a csodaszer faktor
A kutatócsoportjával a lombikprogramok segítségével született emberek későbbi egészségét vizsgáló Dinnyés ugyanakkor arra is felhívja a figyelmet, hogy a mesterséges embriók gyártása még a távoli jövőben sem igen lesz varázsszer a termékenységi problémák megoldásában. Már a lombikprogramok esetében is megfigyelhető ugyanis, hogy az in vitro megtermékenyítéssel világra segített embereknél is nagyobb a kockázata az elhízásra, a magas vérnyomásra, a skizofréniára és egy sor további betegségre, mint a természetes úton fogantak esetében. Ennek oka, hogy az anyaméhen kívüli növekedési szakasz ideje alatt, legyen az bármilyen rövid is, módosul a sejtek DNS-ének epigenetikai mintázata, aminek hosszú távon génszabályozási következményei lehetnek – írták.
„Bár a mostani protokollokban az igazán problémás, az élettel összeegyeztethetetlen eltéréseket mutató embriókat akár beültetés után is kiszűri az anyatermészet – ezért is van olyan sok magzati pusztulás a beágyazódás során –, a kisebb embrionális különbségeket nem feltétlenül” – magyarázta Dinnyés András.
A kutató szerint ez nem jelenti azt, hogy a lombikprogramok nem jók, mert az általunk vizsgált betegségek aránya csak egészen kis százalékkal magasabb. Amennyiben más mód nincs a teherbe esésre, a lombikprogramok a legjobb megoldást jelentik, de nem véletlen, hogy ha van egyszerűbb megoldás a teherbe esés elősegítésére, azt érdemes választani.”
A teljes cikket itt lehet elolvasni.
