Zespół badawczy MedUni Vienna kierowany przez genetyka Markusa Hengstschlägera wykorzystał model komórek macierzystych do modelowania najwcześniejszych etapów rozwoju embrionalnego i scharakteryzowania błony otaczającej zarodek, nadającej mu kształt i stabilność. Błona ta odpowiada za specyfikę i organizację komórek zarodka oraz umożliwia mu kontrolowany wzrost. Odkrycia stanowią podstawę do dalszych badań mających na celu lepsze zrozumienie przyczyn nieprawidłowego rozwoju embrionalnego. Wyniki opublikowano niedawno w czołowym czasopiśmie Developmental Cell.

Mniej więcej co drugi zarodek ludzki dotknięty jest nieprawidłowym rozwojem, który na przykład powoduje, że zarodek nie może zagnieździć się w macicy lub powoduje poronienie. Oprócz czynników matczynych czy nieprawidłowości genetycznych zarodka (te ostatnie można zbadać za pomocą przedimplantacyjnej diagnostyki genetycznej w trakcie zapłodnienia in vitro (IVF)) można przypuszczać, że aberracje porządku i morfologii komórek zarodka może odegrać pewną rolę. Przyczyny takich aberracji nie zostały dotychczas wyjaśnione, zwłaszcza że badania na ludzkich embrionach są prawnie zakazane w wielu krajach świata, w tym w Austrii, ze względów etycznych.

Markus Hengstschläger, dyrektor Instytutu Genetyki Medycznej MedUni Vienna, kieruje jednym z nielicznych na świecie laboratoriów, które są w stanie wygenerować modele ludzkiego embrionu z pluripotencjalnych komórek macierzystych na szalce Petriego, tzw. embrioidów. Wykorzystując takie embrioidy, które dopiero niedawno stały się dostępne i nie mogą rozwinąć się w człowieka, badacze są obecnie w stanie modelować i badać najwcześniejsze fazy rozwojowe życia ludzkiego.

W badaniu opublikowanym w Developmental Cell, wiodącym na świecie czasopiśmie poświęconym biologii rozwoju, dwóm autorom Margit Rosner i Markus Hengstschläger udało się po raz pierwszy wykazać, że modelowany embrion ludzki sam wytwarza błonę (błonę podstawną), która otacza rozwijający się zarodek, bez którego nie może przetrwać i który odpowiada za to, jak wygląda. Błona ta nadaje zarodkowi kształt i stabilność, odpowiada za specyfikę i organizację komórek zarodka oraz umożliwia jego wzrost w kontrolowany sposób.

Zidentyfikowano gen odpowiedzialny za rozwój błony podstawnej

Ponadto autorzy zidentyfikowali Oct4 spośród tysięcy ludzkich genów jako jeden gen znacząco zaangażowany w tworzenie i rozwój tej błony podstawnej. Dzięki temu udało im się przypisać temu czynnikowi transkrypcyjnemu wcześniej nieopisaną funkcję.

Badanie to rzuca światło na mechanizmy molekularne mające ogromne znaczenie dla rozwoju życia człowieka i stanowi podstawę do dalszych badań mających na celu lepsze zrozumienie przyczyn powstawania zaburzeń, które powodują, że embrion ludzki nie jest w stanie zajść w ciążę lub prowadzić do poronienia, ponadto wiele chorób człowieka ma swoje źródło we wczesnym rozwoju embrionalnym. Jednak nadal niewiele wiemy na temat tej zależności, ponieważ do tej pory wczesny rozwój człowieka był całkowicie niedostępny dla badań.”

Markus Hengstschläger, kierownik Instytutu Genetyki Medycznej na MedUni Vienna