Modely z kmenových buněk pomohou odhalit příčiny vrozených vad a nemocí

Proto je model embryí, který vědci vytvořili z kmenových buněk, velice užitečný. Pomůže odhalit příčiny vrozených vad a nemocí, které začínají během gastrulace a jsou často spojeny s konzumací alkoholu, léků, chemikálií nebo s prodělanými infekcemi. 

Během gastrulace se vytvářejí tři vrstvy buněk, ektoderm, mezoderm a endoderm, z nich vzniká nervový systém, svaly a střeva. Genetik Alfonso Martinez-Arias a jeho kolegové během své studie umístili embryonální kmenové buňky do malých rezervoárů, aby vytvořili tzv. „gastruloidy“, které připomínají lidská embrya během ranných stádií vývoje, přibližně 18–21 dní po početí.

Když tyto modely vystavili působení různých chemických signálů, pozorovali prodloužení gastruloidů podél osy hlava-ocas, aktivovali tím specifické vzorce genů, které následně simulovaly proces vytváření různých částí lidského těla. U skutečného embrya by došlo k nastartování tvorby tělesných struktur, jako jsou hrudní svaly, kosti a chrupavky. 

Související

Martin Pokorný

Nový objev českých vědců odhalí padělaná…

Ilona Cílková

U žen je dle výzkumu větší pravděpodobnost, že…

Modelový systém umožní v laboratoři prozkoumat procesy raného vývoje lidské embryonální tkáně, což pomůže při studiu vzniku vrozených vad a pří vývoji testů pro jejich odhalování u těhotných žen. Přibližně jedno ze 45 dětí narozených v Anglii a Walesu trpí vrozenou vadou, z nichž nejčastější jsou srdeční vady, Downův syndrom a spina bifida (defekt páteře).

Dosud vědci ke studiu gastrulace používali myši a sladkovodní ryby druhu zebrafish. Není ale jisté, do jaké míry jsou tyto modely podobné lidským embryím ve chvíli, kdy se buňky začnou rozlišovat. Navíc zvířecí modely reagují na některá léčiva odlišně. Například thalidomid, lék proti nevolnostem u těhotných žen, prošel klinickými testy u myší, ale u lidí způsoboval závažné vrozené vady. Proto je důležité vyvinout lepší modely popisující vývoj lidského těla. 

Díky modelům bude možné provést studie, díky kterým se dozvíme více o raném vývoji člověka a o okamžicích, kdy se něco pokazí. Bude tak možné odhalit genetické choroby. Výzkum využívající gastruloidy ale nelze provádět ve všech zemích. V mnoha zemích včetně Velké Británie a Japonska je povoleno pracovat s embryonálními modely, protože nemají potenciál změnit se na jednotlivce.

Gastruloidy totiž neobsahují mozkové buňky, ani tkáně potřebné k jejich úspěšné implantaci do lůna. V USA ale federální zákon nejenom omezuje výzkumy týkající se skutečných lidských embryí, ale také zakazuje vytváření i ničení embryonálních modelů.