Zientzialariek ugaztunen enbrioien garapenaren prozesu naturala errepikatu dute laborategian, garunaren eta bihotzaren garapen punturaino. Zelula amak erabiliz, ikertzaileek umetokitik kanpo sagu-enbrioiak sortu zituzten, sabeleko garapen-prozesu naturala laburbildu zutenak 8.5 egunera arte. Hau mugarri bat da biologia sintetikoan. Etorkizunean, horrek giza enbrioi sintetikoei buruzko ikerketak gidatuko ditu, eta horiek aldi berean Could sintetikoen garapena eta ekoizpena abiaraztea organoak transplanteen zain dauden pazienteentzat.
Enbrioia, normalean, espermatozoideak obulu batekin elkartuz zigoto bat osatzeko abiarazitako ugalketa-fenomeno natural sekuentzialaren erdiko garapen-etapa gisa ulertzen da, eta hori zatitzen dena bihurtzen da. enbrioia, eta ondoren, haurdunaldia amaitzean fetuaren eta jaioberri baten garapena izan zen.
Aurrerapenak enbrioi-zelulan transferentzia nuklearra espermatozoideak obulu baten ernalketa urratsa saltatzeko kasua ikusi zuen. 1984an, arrautza batetik enbrioi bat sortu zen, non bere jatorrizko nukleo haploidea kendu eta enbrioi-zelula emaile baten nukleoaz ordezkatu zen, klonaturiko lehen ardi haurra erditzeko arrakastaz garatu zen ordezko batean. Zelula Somatiko Nuklearren Transferentzia (SCNT) perfekzioarekin, Dolly ardia 1996an sortu zen zelula heldu heldu batetik. Hau izan zen zelula heldu batetik ugaztun baten klonazioko lehen kasua. Dollyren kasuak zelula am pertsonalizatuak garatzeko aukera ere ireki zuen. Bi kasuetan ez zen espermatozoiderik erabili, hala ere obulua izan zen (nukleo ordezkatuarekin) enbrioi izatera heldu zena. Beraz, horrela, enbrioi hauek oraindik ere naturalak ziren.
Sor al litezke enbrioiak arrautza batek ere parte hartu gabe? Hala balitz, halako enbrioiak sintetikoak izango lirateke gametoak (sexu-zelulak) erabiliko ez diren neurrian. Gaur egun, halako enbrioiak (edo 'enbrioi-antzeko' edo enbrioideak) ohiko zelula ama enbrioien (ESC) erabiliz sortzen dira eta hazten dira. In vitro laborategian.
Ugaztunen artean, saguek denbora nahiko laburra (19-21 egun) behar dute ugaltzeko eta horrek saguaren enbrioia azterketa eredu egokia bihurtzen du. Guztira, inplantazioaren aurreko epea 4-5 egun ingurukoa da, eta gainerakoa 15 egun (guztizkoaren % 75 inguru) inplantearen ondorengoa da. Inplantazio osteko garapenerako, enbrioia umetokian ezarri behar da eta horrek kanpoko behaketarako eskuraezin egiten du. Amaren umetokiaren menpekotasun horrek oztopo bat ezartzen du ikerketan.
2017. urtea esanguratsua izan zen ugaztunen enbrioien kulturaren historian. Sagu-enbrioi sintetikoak sortzeko ahaleginak arrakasta izan zuen ikertzaileek argi eta garbi frogatu zutenean enbrioi-zelula amek auto-muntatzeko eta auto-antolatzeko gaitasuna dutela. In vitro modu garrantzitsuetan enbrioi naturalen antza zuten enbrioien antzeko egiturak sortzeko1,2. Hala ere, mugak sortu ziren umetokiko oztopoak. Ohikoa da inplantazio aurreko enbrioia haztea In vitro baina inplantazio osteko sagu-enbrioiaren utero ex-kulturarako plataforma sendorik ez zegoen erabilgarri (arrautza-zilindro-faseetatik organogenesi aurreratu arte). Horri aurre egiteko aurrerapauso bat iaz gertatu zen 2021ean ikerketa-talde batek amaren umetokian kanpo sagu-enbrioia inplantazio osteko garapenerako eraginkorra zen kultura-plataforma aurkeztu zuenean. Plataforma honetan ex utero hazitako enbrioi bat aurkitu zen zehazki i birkapitulatu zuelan umetoa garapen3. Garapen honek umetokiko oztopoak gainditu zituen eta ikertzaileek inplantazio osteko morfogenesia hobeto ulertzeko aukera eman zien eta, horrela, enbrioi sintetikoen proiektua fase aurreratu batera iristen lagundu du.
Orain, bi ikerketa taldek saguaren enbrioia sintetikoa hazten dela jakinarazi dute 8.5 egunez, hau da, orain arteko luzeena. Hau nahikoa luzea izan zen bereizteko organoak (adibidez, bihotz taupadak, hesteetako hodiak, tolestura neuronalak eta abar) garatu izana. Azken aurrerapen hau benetan nabarmena da.
1ko abuztuaren 2022ean Cell-en jakinarazi zuenez, ikerketa-taldeak sagu-enbrioi sintetikoak sortu zituen amaren umetokitik kanpo enbrioi-zelula (ESC) inozoak erabiliz soilik. Zelula amak bateratu eta prozesatu egin zituzten denbora luzez garatu berri den kultura plataforma erabiliz umetoki ohia hazkuntza gastrulazioaren osteko enbrioi oso sintetikoa lortzeko, enbrioi eta enbrioi kanpoko konpartimentuekin. Enbrioi sintetikoak saguaren enbrioien 8.5 egunetako mugarriak lortu zituen. Azterketa honek zelula pluripotente inozoen gaitasuna nabarmentzen du gastrulaziotik haratago ugaztun enbrioi osoa automuntatzeko eta autoantolatzeko eta modelatzeko.4.
25ko abuztuaren 2022ean Nature aldizkarian argitaratutako azken ikerketan, ikertzaileek enbrioi-zelula ama enbrioietatik kanpoko zelulak ere erabili zituzten enbrioi-zelulen (ESC) garapen-potentziala zabaltzeko. Enbrioi sintetikoak in vitro muntatu zituzten saguaren ESCak, TSCak eta iXEN zelulak erabiliz, eta horrek umetokian saguaren enbrioi-garapen osoa birkapitulatu zuten 8.5 egunera arte. Enbrioi sintetiko honek entzefaloaren eta garun erdiko eskualdeak definitu zituen, bihotz taupadaren antzeko egitura bat, hodi neural batek osatutako enborra, progenitore neuromesodermikoak dituen buztan-begi bat, hesteetako hodi bat eta zelula germinal primitiboak. Gauza osoa enbrioiaz kanpoko zaku baten barruan zegoen5. Beraz, azterketa honetan organogenesia aurreratuagoa eta nabarmenagoa izan zen Cell-en 1ko abuztuaren 2022ean jakinarazitako ikerketaren aurrean. Beharbada, enbrioiaz kanpoko zelula ama bi motaren erabilerak enbrioi-zelula amaren garapen-potentziala areagotu zuen ikerketa honetan. Interesgarria da aurreko ikerketan enbrioi-zelula ama inozoak (ESC) soilik erabili zirela.
Lorpen hauek benetan nabarmenak dira, ugaztun enbrioi sintetikoei buruzko ikerketetan orain arteko punturik urrunena baita. Ugaztunen garuna sortzeko gaitasuna izan da biologia sintetikoaren helburu nagusia. Laborategian inplantazio osteko enbrioi-garapenaren prozesu naturala birsortzeak umetokiko oztopoa gainditzen du eta ikertzaileek umetokian ezkutatuta egon ohi den bizitzako lehen etapak aztertzea ahalbidetzen du.
Arazo etikoak gorabehera, saguaren enbrioi sintetikoari buruzko ikerketetan lortutako lorpenek etorkizun hurbilean giza enbrioi sintetikoei buruzko ikerketak gidatuko dituzte, transplanteen zain dauden pazienteentzako organo sintetikoak garatu eta ekoizteko aukera izan dezaketenak.
***
References:
- Harrison SE et al 2017. Enbrioiaren eta enbrioiaz kanpoko zelula amak muntatzea enbriogenesia in vitro imitatzeko. ZIENTZIA. 2ko martxoak 2017. 356. liburukia, 6334. alea. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aal1810
- Warmflash A. 2017. Enbrioi sintetikoak: ugaztunaren garapenerako leihoak. Zelula Zelula ama. 20. liburukia, 5. alea, 4ko maiatzaren 2017a, 581-582 orrialdeak. DOI: https://doi.org/10.1016/j.stem.2017.04.001
- Aguilera-Castrejon, A., et al. 2021. Utero ex saguaren enbriogenesia pre-gastrulationetik berantiar organogenesiara. Natura 593, 119–124. https://doi.org/10.1038/s41586-021-03416-3
- Tarazi S., eta el 2022. Gastrulazio osteko enbrioi sintetikoak uteroz sortutako saguaren ESC inozoetatik. Zelula. Argitaratua: 01ko abuztuaren 2022a. DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.07.028
- Amadei, G., et al 2022. Enbrioi sintetikoek gastrulazioa osatzen dute neurulaziorako eta organogenesirako. Argitaratua: 25ko abuztuaren 2022a. Natura. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-022-05246-3
***
