Czy naukowcy stworzyli syntetyczne ludzkie embriony? Sprawdzamy, co dalej

Do powstania organizmu potomnego nie każdemu potrzebne jest zapłodnienie. Bezpłciowo rozmnażają się i jednokomórkowe bakterie i prostsze zwierzęta. Partenogeneza, czyli powstawanie zarodków z niezapłodnionych komórek jajowych, nie jest szczególnie rzadka w świecie owadów.

U kręgowców jest rzadsza, ale zdarza się wśród ryb, płazów, gadów oraz ptaków.

Nigdy jeszcze nie wykryto takiego przypadku u ssaków. Do powstania ssaczego zarodka potrzebne są komórka jajowa i plemnik. A raczej były. W czerwcu ubiegłego roku naukowcy stworzyli mysie embriony bez udziału komórek płciowych. Powstałe bez zapłodnienia mysie zarodki zaczęły wykształcać organy, w tym bijące serce.

Spekulowałem wtedy, że powstanie ludzkich embrionów bez komórek jajowych, plemników i zapłodnienia jest kwestią czasu. Nikt nie przypuszczał, że aż tak krótkiego.

Cykl „SOBOTA PRAWDĘ CI POWIE” to propozycja OKO.press na pierwszy dzień weekendu. Znajdziecie tu fact-checkingi (z OKO-wym fałszometrem) zarówno z polityki polskiej, jak i ze świata, bo nie tylko u nas politycy i polityczki kłamią, kręcą, konfabulują. Cofniemy się też w przeszłość, bo kłamstwo towarzyszyło całym dziejom. Rozbrajamy mity i popularne złudzenia krążące po sieci i ludzkich umysłach. I piszemy o błędach poznawczych, które sprawiają, że jesteśmy bezbronni wobec kłamstw. Tylko czy naprawdę jesteśmy? Nad tym też się zastanowimy.

Ludzkie embriony z bez plemnika i komórki jajowej

Jak donosi “The Guardian” udało się to zespołowi profesor Magdaleny Żernickiej-Goetz (z Cambridge oraz Caltechu), która ogłosiła to podczas kongresu International Society for Stem Cell Research (Międzynarodowego stowarzyszenia badaczy komórek macierzystych) w Bostonie w środę, 14 czerwca.

To niespełna rok odkąd (wraz z badaczami z izraelskiego Instytutu Weizmana) ten sam zespół ogłosił, że stworzył mysie embriony z komórek macierzystych pochodzących z komórek skóry. Pracę na ten temat badacze opublikowali na łamach “Nature” 25 sierpnia 2022 roku.

Słowo “zarodek” może nam się różnie kojarzyć, uściślijmy więc, że chodzi o sferyczne zlepki kilkuset komórek, które jeszcze nie zaczęły się różnicować nawet w poszczególne rodzaje tkanek.

Szczegóły nie są jeszcze znane, bo praca czeka na naukową recenzję i publikację. “Guardian” donosi, że stworzone przez zespół prof. Żernickiej-Goetz “zarodki” odpowiadały stopniem rozwoju naturalnie powstałym ludzkim zarodkom tuż po 14 dniu od zapłodnienia.

W tym stadium zarodek to sferyczny zlepek kilkuset komórek (zwany blastocystą). Mniej więcej wtedy z pojedynczej warstwy komórek rozpoczyna się proces różnicowania na trzy osobne rodzaje (gastrulacja), z których każda da początek innemu rodzajowi tkanek.

Widać już komórki, z których powstanie łożysko i właściwy embrion. Można też zidentyfikować przyszłe komórki jajowe lub plemniki. Nie ma nawet jeszcze zalążka serca ani układu nerwowego (które zaczną rozwijać się dopiero po około 30 dniach).

Tajemnice rozwoju zarodkowego

Gdy zarodki rozwijają się w macicy, nie sposób jest je badać. Z kolei badania na ludzkich zarodkach poza organizmem obwarowane są ograniczeniami. W większości krajów są możliwe tylko do 14 dnia rozwoju. Trzeba przy tym udowodnić, że badania będą niezwykle cenne dla wiedzy o zdrowiu i rozwoju człowieka.

Stworzenie “sztucznych zarodków” pozwoli na prowadzenie badań najwcześniejszych etapów rozwoju zarodkowego. Nie powstają w wyniku połączenia komórki jajowej i plemnika, w większości krajów nie są w świetle prawa zarodkami. Zapewne zostanie to uregulowane z czasem, ale na razie prawo (jak to często bywa) jest o krok za rozwojem nauki.

“Ten okres życia jest tak pełen tajemnic, że możliwość obserwowania go w laboratorium – dostęp do poszczególnych komórek, zrozumienia, dlaczego tak wiele ciąż kończy się poronieniem i jak można temu zapobiegać – jest wyjątkowa” – komentowała zeszłoroczne osiągnięcie prof. Zernicka-Goetz.

U małp to nie zadziałało

Czy to oznacza, że będzie można w ten sposób “tworzyć” dzieci? Naukowcy nie mają takich planów. Nie wiadomo, czy tak stworzone zarodki są zdolne do zagnieżdżenia się w ścianie macicy (co następuje około 10-12 dni od zapłodnienia) ani czy rozwijałyby się poprawnie.

Gdy w ubiegłym roku badacze z Cambridge i Caltechu stworzyli sztuczne mysie embriony, przyznawali, że w zarodki rozwinęła się bardzo niewielka część pobranych mysich komórek, bo około jedna na dwieście. A i rozwój takich zarodków nie przebiegał do końca tak, jak powinien.

W kwietniu tego roku badacze z Chińskiej Akademii Nauk w Szanghaju stworzyli (również z komórek macierzystych) zarodki makaków. To także nie było łatwe, z niemal pół tysiąca takich zarodków tylko pięć przetrwało kilkanaście dni.

Część z nich jednak rozwijała się prawidłowo przez 8 do 10 dni. Naukowcy wszczepili je ośmiu samicom. W organizmach trzech z nich doszło do zagnieżdżenia embrionów. Jednak po około 20 dniach takie embriony przestawały się rozwijać i dochodziło do ich rozpadu.

Ten sposób na produkcję potomstwa najwyraźniej nie działa.

Blastoidy, nie blastocysty

Naukowcy nie mówią o sztucznych “zarodkach” ani “embrionach”. Określają je mianem blastoidów, co wskazuje na (uderzające) podobieństwo do naturalnych blastocyst – ale i wskazuje, że nimi jednak nie są.

Geny w dorosłym organizmie bezustannie ulegają modyfikacji (przez dołączenie niewielkiej grupy metylowej do jednej z zasad tworzącej parę w nici DNA) pod wpływem sygnałów z innych komórek i ze środowiska. To wyłącza gen.

Przy powstawaniu komórek jajowych i plemników u ssaków taka informacja epigenetyczna jest w większości usuwana (w procesie zwanym imprintingiem). Potomstwo ssaków nie ma zatem większości epigenetycznych wyłączników obecnych u rodziców.

Zarodek powstały bez procesu zapłodnienia ten mechanizm omija. Przez to komórki potomne mają geny jednego rodzica oraz wzorzec ich metylacji. Niektóre geny potrzebne do prawidłowego rozwoju zarodkowego są zapewne wyłączone.

Zakaz wszczepiania sztucznych zarodków

Nie zapominajmy też, że ciąża u ssaków przebiega w macicy, dzięki łożysku. Za utrzymanie ciąży odpowiada wiele biochemicznych interakcji między zarodkiem, łożyskiem, a organizmem matki.

W praktyce hodowanie potomstwa z komórek somatycznych (czyli niepłciowych) może okazać się bardzo skomplikowane. Nie wiadomo, czy w ogóle będzie możliwe.

Opublikowane w czerwcu tego roku wytyczne International Society for Stem Cell Research określają, że nie można ich wszczepiać ludziom (ani innym zwierzętom).

Po co więc te wysiłki?

Naukowcy zyskują wgląd w początki ludzkiego rozwoju zarodkowego, co może okazać się bardzo cenne dla postępu medycyny.