O objetivo é usar a pesquisa com células-tronco para ajudar os seres humanos em áreas que vão desde tratamento de fertilidade até transplantes de órgãos
Especialistas em engenharia genética da Universidade de Cambridge produziram um embrião de camundongo “sintético” sem usar óvulos ou espermatozóides.
Os embriões produzidos usando células-tronco foram capazes de começar a desenvolver um coração, cérebro e outros órgãos por até uma semana, de acordo com um comunicado de imprensa publicado pela universidade na quinta-feira.
“É um estágio de desenvolvimento absolutamente fantasticamente complexo e tem um significado extremamente relevante para o resto de nossa vida”, disse Magdalena Zernicka-Goetz, professora de Cambridge de desenvolvimento de mamíferos e biologia de células-tronco, em uma coletiva de imprensa anunciando as descobertas. “Nosso modelo de embrião de camundongo não apenas desenvolve um cérebro, mas também um coração pulsante, todos os componentes que compõem o corpo”, acrescentou Zernika, também o principal autor do estudo.
Os pesquisadores acreditam que suas descobertas um dia ajudarão a explicar por que muitas gestações humanas falham no início do desenvolvimento e podem até informar esforços futuros para criar órgãos cultivados em laboratório para transplante.
Até certo ponto, os pesquisadores aprenderam a desenvolver embriões já criados em laboratório, bem como a criar modelos artificiais, mas simplistas, de embriões ou órgãos individuais, avanços que ajudaram a superar alguns desses obstáculos.
No entanto, este novo estudo afirmou ser uma das primeiras tentativas bem-sucedidas de criar um embrião de camundongo funcional a partir do zero.
O estudo de embriões naturalmente desenvolvidos forneceu aos cientistas inúmeros insights biológicos. Mas, muitos aspectos do desenvolvimento inicial em criaturas vivas são difíceis de observar, observou o artigo.
Os cientistas criaram embriões combinando três tipos diferentes de células -tronco embrionárias na combinação e ambiente exatos, permitindo que elas se comuniquem umas com as outras e imitando o que acontece naturalmente durante o desenvolvimento embrionário.
As células então começaram a formar as estruturas fundamentais de um embrião e progrediram através dos estágios iniciais de desenvolvimento, que incluíam a formação de um saco vitelino, cérebro e coração pulsante. Os embriões sobreviveram por até oito dias e meio.
Reivindicação de Israel
A equipe do Reino Unido não é a primeira a reivindicar a criação de um embrião sintético de camundongo.
Em 3 de agosto, a Interesting Engineering relatou uma afirmação semelhante de cientistas israelenses criando um embrião sintético de camundongo sem usar espermatozóides ou óvulos, mas apenas células-tronco retiradas “da pele”.
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Os autores do Reino Unido argumentam que seu trabalho estava passando pelo processo de revisão por cerca de um ano, mesmo antes do artigo de Israel ser submetido para publicação, e que seu modelo é mais complexo do que qualquer outro modelo até hoje.
“Este é realmente o primeiro modelo que permite estudar o desenvolvimento do cérebro no contexto de todo o embrião de camundongo em desenvolvimento”, disse Zernicka.
Em 2021, a equipe israelense demonstrou que era possível cultivar embriões em um béquer por até seis dias. A equipe de Cambridge disse que também está trabalhando em sua própria abordagem, informou o Gizmodo .
Os pesquisadores acreditam que este estudo acabará por ajudar a identificar as inúmeras razões pelas quais as gravidezes podem falhar desde o início, mesmo antes que as pessoas estejam cientes delas.
Até 50 por cento de todas as gestações podem terminar em aborto espontâneo, de acordo com a March of Dimes, uma organização com sede em Arlington, Virgínia. No entanto, as estimativas podem variar.
“Muitas gestações falham nessa época, antes que a maioria das mulheres perceba que está grávida”, disse Zernicka. “Este período é a base para tudo o que se segue na gravidez. Se der errado, a gravidez falhará.”
Muitos embriões criados por meio de fertilização in vitro, por outro lado, podem falhar na implantação ou no crescimento. Se nada mais, simplesmente estudar esses estágios iniciais de crescimento de perto poderia fornecer aos cientistas todos os tipos de informações sobre como nos tornamos o que somos, disseram os pesquisadores.
Se os métodos da equipe de pesquisa do Reino Unido com células-tronco humanas forem bem-sucedidos no futuro, eles poderão ser usados para orientar o desenvolvimento de órgãos sintéticos para pacientes que precisam de transplante.
O estudo, que foi publicado pela primeira vez na Nature , é o resultado de anos de pesquisa de cientistas da Universidade de Cambridge.
Resumo do estudo:
As células-tronco embrionárias (ESC) podem sofrer muitos aspectos da embriogênese de mamíferos in vitro1-5, mas seu potencial de desenvolvimento é substancialmente estendido por interações com células-tronco extraembrionárias, incluindo células-tronco trofoblásticas (TSCs), células-tronco extraembrionárias da endoderme (XEN) e células-tronco induzíveis. -Células XEN (iXEN)6–11. Aqui, montamos embriões derivados de células-tronco in vitro a partir de ESCs, TSCs e células iXEN de camundongo e mostramos que eles recapitulam todo o desenvolvimento natural de embriões de camundongo no útero até o dia 8,5. Nosso modelo de embrião exibe dobras de cabeça com regiões definidas do prosencéfalo e mesencéfalo e desenvolve uma estrutura semelhante a um coração pulsante, um tronco composto por um tubo neural e somitos, um broto de cauda contendo progenitores neuromesodérmicos, um tubo intestinal e células germinativas primordiais. Este modelo de embrião completo se desenvolve dentro de um saco vitelino extra-embrionário que inicia o desenvolvimento da ilha de sangue. É importante ressaltar que demonstramos que o modelo de embrião neurulado montado a partir de ESCs knockout Pax6 agregados com TSCs de tipo selvagem e iXENs recapitula a expansão do domínio ventral do tubo neural que ocorre em embriões knockout Pax6 naturais e onipresentes. Assim, esses embrióides completos são um poderoso modelo in vitro para dissecar os papéis de diversas linhagens e genes no desenvolvimento. Nossos resultados demonstram a capacidade de auto-organização das células-tronco embrionárias e de dois tipos de células-tronco extra-embrionárias para reconstituir o desenvolvimento de mamíferos através e além da gastrulação para neurulação e organogênese precoce. nós demonstramos que o modelo de embrião neurulado montado a partir de ESCs knockout Pax6 agregados com TSCs do tipo selvagem e iXENs recapitula a expansão do domínio ventral do tubo neural que ocorre em embriões knockout Pax6 naturais e ubíquos. Assim, esses embrióides completos são um poderoso modelo in vitro para dissecar os papéis de diversas linhagens e genes no desenvolvimento. Nossos resultados demonstram a capacidade de auto-organização das células-tronco embrionárias e de dois tipos de células-tronco extra-embrionárias para reconstituir o desenvolvimento de mamíferos através e além da gastrulação para neurulação e organogênese precoce. Nós demonstramos que o modelo de embrião neurulado montado a partir de ESCs knockout Pax6 agregados com TSCs do tipo selvagem e iXENs recapitula a expansão do domínio ventral do tubo neural que ocorre em embriões knockout Pax6 naturais e ubíquos. Assim, esses embrióides completos são um poderoso modelo in vitro para dissecar os papéis de diversas linhagens e genes no desenvolvimento. Nossos resultados demonstram a capacidade de auto-organização das células-tronco embrionárias e de dois tipos de células-tronco extra-embrionárias para reconstituir o desenvolvimento de mamíferos através e além da gastrulação para neurulação e organogênese precoce. Esses embrióides completos são um poderoso modelo in vitro para dissecar os papéis de diversas linhagens e genes em desenvolvimento. Nossos resultados demonstram a capacidade de auto-organização das células-tronco embrionárias e de dois tipos de células-tronco extra-embrionárias para reconstituir o desenvolvimento de mamíferos através e além da gastrulação para neurulação e organogênese precoce. Esses embrióides completos são um poderoso modelo in vitro para dissecar os papéis de diversas linhagens e genes em desenvolvimento. Nossos resultados demonstram a capacidade de auto-organização das células-tronco embrionárias e de dois tipos de células-tronco extra-embrionárias para reconstituir o desenvolvimento de mamíferos através e além da gastrulação para neurulação e organogênese precoce.
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