Laste saamiseks pole tulevikus vaja enam naist ega meest

Inimese embrüod alates 13. elunädalast. Foto on illustratiivne Foto: Sille Annuk

Teadlased on loonud tüvirakkudest hiireembrüod, kaotades vajaduse sperma, munarakkude ja isegi emaka järele, vahendab New Atlas.

Seejärel kasvatati neid peaaegu poole kogu tavalisest tiinusperioodist – selleks ajaks olid neil kõikidel arenenud organite alged, sealhulgas pekslev süda. Tehnoloogiat saaks lõpuks kasutada siirdamiseks mõeldud elundite kasvatamiseks.

Iisraeli Weizmanni teadusinstituudi teadlaste uus uuring tugines meeskonna varasemate uuringute kahele harule. Esimene hõlmas tüvirakkude ümberprogrammeerimist «naiivsesse» olekusse, mis võimaldab neil diferentseeruda kõigiks teisteks rakkudeks, sealhulgas teisteks tüvirakkudeks. Teine töö keskendus seadme väljatöötamisele, mis suudaks embrüoid tõhusamalt kasvatada väljaspool emakat.

Kahte tehnikat kombineerides on meeskond nüüdseks kasvatanud mõned seni kõige arenenumad sünteetilised hiireembrüod. Nad alustasid hiire tüvirakkudest, mis olid kasvatatud katseklaasis. Need jaotati kolme rühma, mis mängivad embrüo arengus võtmerolli.

Üks rühm sisaldas rakke, mis arenesid embrüonaalseteks organiteks. Ülejäänud kahte töödeldi embrüonaalsete kudede peamiste regulaatorgeenidega – ühel rühmal platsenta ja teisel munakollase omadega. Seejärel «segati» kolm tüüpi rakke omavahel kunstüsas, mis kontrollib hoolikalt rõhku ja hapnikuvahetust ning liigutab katseklaase õrnalt, et simuleerida loomulikku toitainete voolu.

Kunstüsas koondusid kolme tüüpi rakud kokku, moodustades agregaate, millel oli potentsiaal areneda embrüotaolisteks struktuurideks. Nagu arvata võiski, ebaõnnestus selles etapis valdav enamus katsetustest, vaid 0,5% – ehk 50 ligikaudu 10 000-st – arenes edukalt edasi.

Need vähesed eduka arenguhüppe teinud hakkasid moodustama rakusfääre ja lõpuks piklikke struktuure, mis meenutasid looduslikke embrüoid koos platsenta ja munakollaste kottidega. Neil lasti areneda üle kaheksa päeva, mis on peaaegu pool hiire tiinuse perioodist - selleks ajaks olid nad moodustanud kõikide elundite varases järgus struktuurid. See hõlmab pekslevat südant, vere tüvirakkude ringlust, hea kujuga aju, soolestikku ja lülisamba algust.

Lähemal uurimisel avastas meeskond, et nende sünteetiliste embrüote sisestruktuuride kuju ja geeniekspressioonimustrid vastasid looduslikele 95% ulatuses. Ka nende organid tundusid olevat funktsionaalsed.

Meeskond ütleb, et see meetod võib aidata vähendada elusloomade katsetamise vajadust ja võib lõpuks saada siirdamiseks mõeldud kudede ja elundite rikkalikuks allikaks.

«Embrüo on parim organite valmistamise masin ja parim 3D-bioprinter – püüdsime jäljendada seda, mida see teeb,» ütles uuringu juhtivteadur professor Jacob Hanna. «Selle asemel, et töötada välja iga rakutüübi – näiteks neeru või maksa – kasvatamiseks erinev protokoll, võib meil ühel päeval olla võimalik luua sünteetiline embrüotaoline mudel ja seejärel isoleerime vajalikud rakud. Me ei pea tekkivatele organitele dikteerima, kuidas nad peavad arenema. Embrüo ise teeb seda kõige paremini.»

Uuring avaldati ajakirjas Cell.