Navorsers leer baie uit ‘nagebootste embrio’ | Netwerk24
Navorsers leer baie uit ‘nagebootste embrio’
Deur Elsabé Brits 29 Junie 2020 06:00
Wetenskaplikes kon vir die eerste keer die vroegste stadiums van menslike embrio-ontwikkeling in die laboratorium bestudeer danksy ’n model wat uit stamselle vervaardig is, skryf Elsabé Brits.
Só lyk ’n menslike gastruloïed wat vir die eerste keer in die laboratorium geskep is. Dit verteenwoordig 18-21 dae ná bevrugting. Die kleur is nie werklik nie. Foto: Naomi Moris
Vroeg in die ontwikkeling van ’n embrio is daar ’n klein balletjie selle wat op homself invou om ’n struktuur met drie lae, met ’n voor- en agterkant, te vorm. Dit word ’n gastrula genoem.
Later vorm dié lae verskillende soorte weefsel in die liggaam.
Voorheen is modelle van muise en sebravisse gebruik om die mens te bestudeer, maar die proses van gastrulasie is anders in mense. Nou is daar vir die eerste keer driedimensionele strukture van vroeë menslike ontwikkeling gemaak.
Dit het egter net komponente van die hart en sentrale senuweestelsel gevorm, sonder belangrike komponente van die brein en ander seltipes. Dit sou dus nie in staat gewees het om ’n lewensvatbare fetus te word nie.
Die werk daaroor onder leiding van die Universiteit van Cambridge is onlangs in die vakjoernaal Nature gepubliseer.
Dit help kenners om soos nog nooit vantevore nie te sien hoe die bouplan van die liggaam werk sonder om ’n regte embrio te gebruik.
Die model verteenwoordig sleutel-elemente van die ontwikkeling van ’n embrio tussen 18 en 21 dae. Dit help kenners om soos nog nooit vantevore nie te sien hoe die bouplan van die liggaam werk sonder om ’n regte embrio te gebruik.
Die belangrikste daarvan is die bestudering van die oorsprong van geboortedefekte, die verlies van ’n swangerskap en die ontwikkeling van toetse hiervoor vir swanger vroue.
Die drie lae wat met gastrulasie gevorm word, gee uiteindelik aanleiding tot groot stelsels in die liggaam.
Die ektoderm vorm die senuweestelsel, die mesoderm die spiere en die endoderm die spysverteringstelsel. Daar word ook na die liggaamsplan as die kop-tot-stert-aslyn verwys, want die embrio word langer en ’n plan word neergelê van bo tot onder.
Uiteindelik word gene al langs die aslyn in spesifieke patrone aangeskakel.
’n Groeiende menslike gastruloïed wat uit stamselle geskep is. Van links: Op 24 uur, 48 uur en 72 uur. Die blou is die DNS, die pienk is senuweeselle, en die groen mesodermale selle. Foto: Naomi Moris
Daar is nog altyd na gastrulasie as die “swart boks” van menslike ontwikkeling verwys. Menslike embrio’s moet ingevolge wetgewing vir langer as 14 dae in ’n laboratorium gehou word wanneer dié proses begin.
Die beperking geld tot ’n stadium wanneer die embrio nie meer ’n tweeling kan vorm nie.
Maar talle geboortedefekte vorm in die “swart boks”-tydperk. Dit sluit probleme weens alkoholgebruik, medikasie, chemiese stowwe en infeksie in. Mediese oorsake sluit kwessies oor vrugbaarheid, miskrame en genetiese siektes in.
Baie is en word geleer uit die werk met muise en sebravisse, maar dit is moontlik dat hulle anders is wanneer selle begin differensieer.
Wat die navorsers toe gedoen het, is om ’n driedimensionele model te bou van embrioniese stamselle, wat hulle gastruloïede noem. Die selle differensieer ook in drie lae en organiseer op dieselfde manier as die vroeë liggaamselle.
Om dit te doen, het hulle embrioniese stamselle saamgepak in ’n kolonie van 400. Dit is met chemiese stof behandel om die proses te bespoedig. Daarna is die selle weer van mekaar geskei en elkeen is in sy eie klein put geplaas.
Die selle het begin verleng, net soos in die kop-en-ster-aslyn, en verskillende gene is aangeskakel in bepaalde patrone. Dit het elemente van die liggaamsplan van die soogdier weerspieël.
Die gastruloïedes verteenwoordig dag 18 tot 21 van menslike ontwikkeling omdat die chemiese stof hulle groei versnel het. Hulle het dié fase ná 72 uur bereik. Ná vier dae het hulle self ineengestort.
’n Vergelyking tussen ’n menslike embrio van 20 dae (links) en ’n menslike gastruloïed (regs) wat nou vir die eerste keer geskep is. Die grys gebied op die foto links wys dié dele wat nie by die gastruloïed ontwikkel het nie. Die kleure wys ooreenkomstige geenuitdrukking. Foto: Kathleen Kay/Naomi Moris
Die gastruloïede het volgens kenners van die Universiteit van Cambridge nie die vermoë om in ’n volle embrio te ontwikkel nie. Hulle het nie breinselle of enige van die weefsel om aan ’n baarmoeder te heg nie. Daarom sal hulle nooit vorder nie en voldoen die toetse dus aan etiese standaarde.
Die embrioniese stamselle is afkomstig van in-vitro-bevrugting en die gebruik daarvan word gereguleer.
Baie is en word geleer uit die werk met muise en sebravisse, maar dit is moontlik dat hulle anders is wanneer selle begin differensieer. Diermodelle reageer ook anders op sekere medikasie.
Is die modelle embrio’s?
Nee, sê dr. Naomi Moris, hoofnavorser van die span aan die Universiteit van Cambridge. Hulle kan nie ontwikkel in embrio’s nie. Omdat hulle modelle is, is hulle vereenvoudigde stelsels wat sommige aspekte van ontwikkeling naboots op ’n manier wat bestudeer kan word.
Modelle is ’n eenvoudiger voorstelling van die werklikheid, net soos ’n vlugnabootser ’n model van ’n vliegtuig is waaruit jy baie kan leer hoewel daar nooit mee gevlieg kan word nie.
Om menslike ontwikkeling te verstaan, word ’n groot deel van die soeke na kennis in geneeskunde daaraan afgestaan om weefsel, been en organe te vervaardig vir oorplanting. Daar is net nie genoeg skenkers nie.
Een oplossing is om te sien hoe organe gevorm word en die muismodel is steeds belangrik om te sien hoe soogdiere ontwikkel. Maar om dié navorsing verder te neem, sal menslike modelle gebruik moet word.
Die etiek daarvan sal in die toekoms nog uitgepluis moet word.
* Bron: Nature https://www.nature.com/articles/s41586-020-2383-9
Meer oor: Naomi Moris | Universiteit Van Cambridge | Geboortedefekte | Embrio-Ontwikkeling | Gastruloïede
Terug op die spoor van die mens in Tanzanië
Kleinste dinosourus nóg is so lig soos ’n veer