ตัวอ่อนมีชีวิตอยู่ได้ 8.5 วัน
นักวิทยาศาสตร์เกลี้ยกล่อมสเต็มเซลล์ของหนูให้เติบโตเป็นตัวอ่อนสังเคราะห์ที่เริ่มพัฒนาหัวใจและสมอง เหมือนกับของจริง
เอ็มบริโอที่สร้างจากห้องทดลองนี้สร้างขึ้นโดยไม่มีไข่หรือสเปิร์ม และฟักในอุปกรณ์ที่มีลักษณะคล้ายชิงช้าสวรรค์ที่หมุนเร็วซึ่งเต็มไปด้วยขวดแก้วขนาดเล็ก รอดมาได้ 8.5 วัน นั่นคือเกือบครึ่งหนึ่งของความยาวปกติของการตั้งครรภ์ของ หนู ในช่วงเวลานั้น ถุงไข่แดงพัฒนารอบๆ ตัวอ่อนเพื่อให้สารอาหาร และตัวอ่อนเองก็พัฒนาระบบย่อยอาหาร ท่อประสาทหรือจุดเริ่มต้นของระบบประสาทส่วนกลาง ; หัวใจเต้น; และสมองที่มีส่วนย่อยที่ชัดเจน รวมทั้ง forebrain และ midbrain นักวิทยาศาสตร์รายงานในการศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสารNature เมื่อวันพฤหัสบดี (25 ส.ค.)(เปิดในแท็บใหม่).
“นี่เป็นความฝันของชุมชนของเรามาหลายปีแล้วและ [a] จุดสนใจหลักของงานของเรามาเป็นเวลากว่าทศวรรษ และในที่สุด เราก็ทำมันสำเร็จ” ผู้เขียนศึกษาอาวุโส Magdalena Zernicka-Goetz นักชีววิทยาด้านพัฒนาการและเซลล์ต้นกำเนิดที่มี ห้องปฏิบัติการของมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ สหราชอาณาจักร และสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนียในเมืองพาซาดีนา กล่าวในแถลงการณ์(เปิดในแท็บใหม่).
งานใหม่นี้ให้ผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกันมากกับการศึกษาก่อนหน้านี้ซึ่งตีพิมพ์เมื่อวันที่ 1 สิงหาคมในวารสารCell(เปิดในแท็บใหม่)ซึ่งนำโดยจาค็อบ ฮันนา นักชีววิทยาเซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อนที่สถาบันวิทยาศาสตร์ไวซ์มันน์ในอิสราเอล และผู้เขียนร่วมของบทความ Nature ฉบับใหม่ ในการศึกษาเซลล์ล่าสุด ทีมของ Hanna ใช้สเต็มเซลล์เริ่มต้นที่แตกต่างกัน แต่มีศูนย์บ่มเพาะเดียวกันเพื่อเพาะเลี้ยงตัวอ่อนของเมาส์สังเคราะห์เป็นเวลา 8.5 วัน ตัวอ่อนเหล่านั้นยังขยายทางเดินอาหาร หัวใจเต้น และสมองเล็กๆ ที่มีรอยย่นก่อนที่จะตายในที่สุดLive Science รายงานก่อนหน้านี้
ที่เกี่ยวข้อง: ‘แบบจำลองที่สมบูรณ์ครั้งแรก’ ของตัวอ่อนมนุษย์ที่ทำในห้องปฏิบัติการ
แม้ว่าการศึกษาล่าสุดทั้งสองครั้งจะสร้างตัวอ่อนที่คล้ายคลึงกัน แต่การทดลองเริ่มต้นแตกต่างกันเล็กน้อย ในการศึกษาเกี่ยวกับเซลล์ นักวิจัยเริ่มต้นโดยการเกลี้ยกล่อมเซลล์ต้นกำเนิดของเมาส์ให้อยู่ในสถานะไร้เดียงสา ซึ่งพวกเขาสามารถแปรสภาพเป็นเซลล์ประเภทใดก็ได้ เช่น เซลล์หัวใจ สมอง หรือลำไส้ จากนั้น ทีมงานได้แบ่งเซลล์ที่ไร้เดียงสาเหล่านี้ออกเป็นสามกลุ่ม ในกลุ่มหนึ่ง พวกเขาเปิดยีนเพื่อสร้างรก และอีกกลุ่มหนึ่ง พวกเขาเปลี่ยนยีนเพื่อสร้างถุงไข่แดง กลุ่มสุดท้ายเหลืออยู่ตามลำพังเพื่อพัฒนาเป็นตัวอ่อน
กลุ่มวิจัยของ Zernicka-Goetz เริ่มต้นด้วยเซลล์ต้นกำเนิดของเมาส์สามประเภท แทนที่จะเริ่มต้นด้วยเซลล์ที่ไร้เดียงสาเท่านั้น สเต็มเซลล์ชนิดหนึ่งทำให้เกิดเอ็มบริโอ ในขณะที่อีก 2 ชนิดแปรสภาพเป็นเนื้อเยื่อรกและถุงไข่แดง ตลอดการทดลอง พวกเขาสังเกตว่าสเต็มเซลล์ทั้งสามชนิดนี้มีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไร แลกเปลี่ยนข้อความทางเคมีและปะทะกันทางร่างกายในขวดแก้ว
การศึกษาการแลกเปลี่ยนดังกล่าวสามารถบอกใบ้ว่าระยะแรกสุดของการพัฒนาตัวอ่อนในมนุษย์เป็นอย่างไร และจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อสิ่งต่างๆ ผิดพลาด
“ช่วงเวลาของชีวิตมนุษย์นี้ช่างลึกลับเหลือเกิน เพื่อที่จะได้เห็นว่ามันเกิดขึ้นในจานได้อย่างไร — เข้าถึงสเต็มเซลล์แต่ละเซลล์ เข้าใจว่าทำไมการตั้งครรภ์จำนวนมากจึงล้มเหลว และเราจะสามารถป้องกันไม่ให้เกิดขึ้นได้อย่างไร — ค่อนข้างพิเศษ” เซอร์นิกา-เกิทซ์กล่าว “เราดูบทสนทนาที่จะต้องเกิดขึ้นระหว่างสเต็มเซลล์ประเภทต่างๆ ในขณะนั้น เราได้แสดงให้เห็นว่ามันเกิดขึ้นได้อย่างไร และมันผิดพลาดได้อย่างไร”
ในการศึกษาทั้งเซลล์และธรรมชาติ ตัวอ่อนสังเคราะห์ที่ได้นั้นคล้ายคลึงกับตัวอ่อนตามธรรมชาติ แม้ว่าจะมีความแตกต่างเล็กน้อยและข้อบกพร่องบางประการในการจัดเนื้อเยื่อด้วยตัวเอง อย่างไรก็ตาม ในการทดลองทั้งสองครั้ง สัดส่วนของสเต็มเซลล์ที่ต่ำมากทำให้เกิดตัวอ่อน ซึ่งบ่งชี้ว่าประสิทธิภาพของทั้งสองระบบสามารถปรับปรุงได้ นอกจากนี้ ไม่มีชุดของตัวอ่อนสังเคราะห์ที่รอดชีวิตจนถึงวันที่เก้าของการพัฒนา ซึ่งเป็นอุปสรรคที่จะต้องเอาชนะในการศึกษาติดตามผล
“สาเหตุของการอุดตันในการพัฒนาต่อไปไม่ชัดเจน แต่อาจเกี่ยวข้องกับข้อบกพร่องในการก่อตัวของเซลล์รกบางชนิดที่ผู้เขียนรายงาน” James Briscoe หัวหน้ากลุ่มหลักและผู้ช่วยผู้อำนวยการวิจัยของสถาบัน Francis Crick ใน สหราชอาณาจักรที่ไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษาใด ๆ บอกScience Media Center(เปิดในแท็บใหม่)ซึ่งเป็นสำนักงานข่าวในสหราชอาณาจักรที่ทำงานร่วมกับนักวิจัย นักข่าว และผู้กำหนดนโยบายเพื่อเผยแพร่ข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ที่ถูกต้องแม่นยำ
การวิจัยยังทำให้เกิดคำถามทางจริยธรรมว่าเทคโนโลยีดังกล่าวจะถูกนำไปใช้กับเซลล์ของมนุษย์ในอนาคตหรือไม่และอย่างไร
เผยแพร่ครั้งแรกบน Live Science
