Wykorzystując komórki macierzyste naukowcy wyhodowali przypominającą ludzki zarodek strukturę, która odtwarza pierwsze etapy rozwoju człowieka. Ma ona pozwolić na badanie procesów powstawania krwi i opracowanie spersonalizowanych terapii jej chorób.
Fot. pixabay.com
Zespół z Uniwersytetu w Cambridge (Wielka Brytania) wykorzystał ludzkie komórki macierzyste do stworzenia struktury przypominającej embrion człowieka. Odtwarza ona niektóre procesy zachodzące w prawdziwym embrionie na wczesnych etapach rozwoju, m.in. wytwarza komórki macierzyste krwi, z których mogą powstać krwinki zarówno czerwone, jak i białe.
Struktura ta, nazwana hematoidem, różni się jednak od prawdziwych zarodków człowieka pod wieloma względami i nie może się w nie przekształcić – brakuje jej kilku tkanek oraz struktur wspomagających, takich jak pęcherzyk żółtkowy i trofoblast, niezbędnych do dalszego rozwoju. Może mieć jednak liczne ważne zastosowania badawcze: pomóc w lepszym zrozumieniu procesu powstawania krwi we wczesnym rozwoju człowieka, pozwolić na symulowanie zaburzeń krwi, takich jak białaczka, oraz w wytwarzaniu komórek macierzystych krwi do przeszczepień.
Ponadto komórki macierzyste użyte do wytworzenia hematoidów można uzyskać z dowolnej komórki ciała. Oznacza to, że ta metoda może mieć w przyszłości ogromny potencjał w medycynie spersonalizowanej, umożliwiając produkcję krwi w pełni zgodnej z organizmem danego pacjenta.
– To był ekscytujący moment, gdy na szalce pojawił się krwistoczerwony kolor – był widoczny gołym okiem. Nasz nowy model odtwarza w laboratorium rozwój krwi płodowej człowieka. Rzuca to nowe światło na to, jak komórki krwi naturalnie powstają podczas embriogenezy, a jednocześnie stwarza możliwości testowania leków, badania wczesnego rozwoju krwi i układu odpornościowego oraz modelowania chorób krwi, takich jak białaczka – mówi dr Jitesh Neupane, autor pracy opublikowanej w czasopiśmie „Cell Reports” (https://doi.org/10.1016/j.celrep.2025.116373), cytowany w materiałach prasowych.
Badacze wyjaśniają, że nowy model ludzkiego zarodka odtwarza zmiany komórkowe zachodzące na wczesnych etapach rozwoju człowieka, gdy zaczynają się formować narządy i układ krwionośny.
Już drugiego dnia powstające struktury samoczynnie zorganizowały się w trzy warstwy zarodkowe – ekto-, mezo- i endodermę, które stanowią podstawę planu budowy ludzkiego ciała i są kluczowe dla formowania wszystkich narządów i tkanek, w tym krwi. Do ósmego dnia pojawiły się komórki serca. Trzynastego dnia zespół zaobserwował czerwone ślady krwi.
Naukowcy opracowali także metodę pokazującą, że komórki macierzyste krwi w hematoidach mogą różnicować się w różne typy komórek krwi, w tym wyspecjalizowane komórki odpornościowe, takie jak limfocyty T.
Naukowcy podkreślają, że model powstał z uwzględnieniem wszystkich zasad dotyczących bioetyki.
– Ten model to potężne, nowe narzędzie do badania rozwoju krwi we wczesnym ludzkim zarodku. Choć jest jeszcze na wczesnym etapie, możliwość wytwarzania ludzkich komórek krwi w laboratorium to znaczący krok w kierunku przyszłych terapii regeneracyjnych wykorzystujących komórki pacjenta do naprawy i odtwarzania uszkodzonych tkanek – podkreśla prof. Azim Surani, współautor dokonania.
