Вчені з Медичного відділення Стенфордського Університету відзначили набори біологічних і хімічних сигналів, які дозволяють перетворювати ембріональні стовбурові клітини в один з 12 типів тканин.
Можливість виробляти ці клітини за кілька днів, а не за кілька тижнів або місяців, відкриває цілий плацдарм в плані лікування пацієнтів. Наприклад: живі клітини серця, можна відразу ж пересадити пацієнтові після інфаркту або замінити травмований суглоб. Також дане дослідження допоможе вирішити завдання пов'язані зі спадковими дефектами або проблемами розвитку ембріона.
«Відновлювальна медицина спирається на можливість перетворювати стовбурові клітини в спеціалізовані клітини тканин, які можуть прижитися і нормально функціонувати у пацієнтів» - сказав Ірвінг Вайсман, доктор медичних наук і директор Інституту Стенфорда з біології стовбурових клітин і регенеративної медицини. «Нам потрібні були багато років досліджень, для того щоб ізолювати кровеобразующей. мозкові клітини. Ми використовували наші знання, в області розвитку безлічі видів тварин, для того щоб виділити визначальні чинники переходу від стовбурових клітин до тих які необхідні нам.
Протягом всього п'яти днів ми можемо змоделювати популяцію клітин. »
Ембріональні стовбурові клітини - плюропотентние, тобто вони можуть стати будь-яким типом клітин в організмі. Мінлива природа цих клітин обумовлюється рядом позиційних і тимчасових маркерів, які направляють їх в потрібне русло під час розвитку ембріона.
Дослідники також дізналися багато нового про те як цей процес протікає у тварин, в тому числі у риб, мишей і жаб.
На відміну від багатьох інших тварин, ембріональний розвиток людини являє собою таємничі процес, особливо в перші тижні після зачаття. Це відбувається тому, що вирощування людського ембріона протягом більше 14 днів заборонено в багатьох країнах і наукових спільнотах. Але нам відомо, що як і інші тварини, людський ембріон на ранніх стадіях складається з трьох основних компонентів: ектодерми, ентодерми і мезодерми.
Кожен з шарів ембріона відповідає за виникнення певних типів клітин, у міру розвитку. Мезодерма, наприклад. призводить до виникнення основних типів клітин, в тому числі серця і скелетних м'язів, сполучної тканини, кісток, кровоносних судин, частини нирок і шкіри.
«Здатність генерувати чисті популяції цих клітин вкрай важливі для відновлювальної медицини» - сказав професор Лох. «Також важливо розробити базову схему розвитку людини. Раніше на вирощування клітин і тканини йшли тижні і місяці. В результаті отримували мішанину з різних типів клітин. Вчені хотіли б знати, які реакції підштовхують перехід від мезодерміческіх до вихідних типів клітин.
Щоб зробити це, вони почали з людської ембріональної лінії стовбурових клітин. які вони хімічно підштовхнули стати клітинами, які утворюють ранній порожниста куля клітин ембріона.
Вчені екcперіментіровалі з різними комбінаціями молекул для визначення переходу.
Вчені визначили, що клітини прогресують, в основному, двома шляхами розвитку. Найшвидшим способом отримання одного типу клітин було застосування відразу декількох хімічних факторів. З одного боку цей метод дозволяв прискорювати ріст клітин потрібного типу і блокував небажані результати.
Сегментація в розвитку ембріона
В результаті досліджень вчені значно просунулися в розумінні того. які процеси відбуваються на ранніх етапах розвитку ембріона.
«Сегментування ембріона - це фундаментальний процес в людський розвиток» - зазначив Лох. «Тепер ми бачимо що, еволюційно, це дуже консервативний процес».
Розуміння того, як відбувається сегментація і інші ключові етапи розвитку може дати важливі підказки в питанні виникнення вроджених патологій.