นักวิจัยได้พัฒนาตัวอ่อนของเมาส์สังเคราะห์ซึ่งระหว่างวันที่ 1 (ซ้ายบน) บาคาร่าเว็บตรง ถึงวันที่ 8 (ล่างขวา) ของการเจริญเติบโตก่อตัวเป็นหัวใจเต้นการไหลเวียนโลหิตที่เกิดขึ้นใหม่สมองท่อประสาทและลําไส้ (เครดิตภาพ: สถาบันวิทยาศาสตร์ Weizmann)เป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างตัวอ่อนของหนูในห้องปฏิบัติการโดยไม่ต้องใช้ไข่หรือสเปิร์มใด ๆ และดูพวกมันเติบโตนอกมดลูก นักวิจัยจึงใช้เฉพาะสเต็มเซลล์และอุปกรณ์ปั่นด้ายที่เต็มไปด้วยขวดแก้วมันวาว
การทดลองนี้เป็น “ตัวเปลี่ยนเกม” Alfonso Martinez Arias นักชีววิทยาด้านพัฒนาการที่มหาวิทยาลัย
ปอมเปอูฟาบราในบาร์เซโลนาซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการวิจัยกล่าวกับ The Washington Post (เปิดในแท็บใหม่). ”นี่เป็นจุดสังเกตสําคัญในความเข้าใจของเราว่าตัวอ่อนสร้างตัวเองอย่างไร”การทดลองที่ก้าวหน้าซึ่งอธิบายไว้ในรายงานที่ตีพิมพ์เมื่อวันจันทร์ (1 ส.ค.) ในวารสาร Cell (เปิดในแท็บใหม่)เกิดขึ้นในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพที่ออกแบบมาเป็นพิเศษซึ่งทําหน้าที่เป็นมดลูกเทียมสําหรับการพัฒนาตัวอ่อน ภายในอุปกรณ์ตัวอ่อนจะลอยอยู่ในบีกเกอร์ขนาดเล็กของสารละลายที่เต็มไปด้วยสารอาหารและบีกเกอร์ทั้งหมดจะถูกล็อคไว้ในกระบอกหมุนที่ช่วยให้พวกมันเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่อง การเคลื่อนไหวนี้จําลองว่าเลือดและสารอาหารไหลไปยังรกอย่างไร อุปกรณ์นี้ยังจําลองความดันบรรยากาศของมดลูกของเมาส์ตามแถลงการณ์ (เปิดในแท็บใหม่) จากสถาบันวิทยาศาสตร์ Weizmann ในอิสราเอลซึ่งทําการวิจัย
ในการทดลองก่อนหน้านี้อธิบายไว้ในวารสาร Nature (เปิดในแท็บใหม่) ในปี 2021 ทีมใช้เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพนี้ในการปลูกตัวอ่อนของเมาส์ตามธรรมชาติ ซึ่งถึงวันที่ 11 ของการพัฒนาในอุปกรณ์ “นั่นแสดงให้เห็นว่าตัวอ่อนของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมสามารถเติบโตได้นอกมดลูก — มันไม่ได้มีรูปแบบหรือส่งสัญญาณไปยังตัวอ่อนมากเท่ากับการให้การสนับสนุนทางโภชนาการ” เจคอบ ฮันนา นักชีววิทยาเซลล์ต้นกําเนิดตัวอ่อนที่ Weizmann และผู้เขียนอาวุโสของทั้งสองการศึกษากล่าวกับ STAT News (เปิดในแท็บใหม่)
ที่เกี่ยวข้อง: ’แบบจําลองที่สมบูรณ์ครั้งแรก’ ของตัวอ่อนมนุษย์ที่ทําในห้องปฏิบัติการ
หลังจากประสบความสําเร็จครั้งแรกกับตัวอ่อนธรรมชาตินักวิจัยต้องการลองใช้มือของพวกเขาในการเลี้ยงตัวอ่อนที่ทําในห้องปฏิบัติการในครรภ์กล
ในการทําเช่นนั้นพวกเขาใช้สารเคมีกับเซลล์ต้นกําเนิดของเมาส์ที่ “รีเซ็ต” พวกมันให้อยู่ในสภาพไร้เดียง
สาซึ่งพวกมันสามารถแปรสภาพเป็นเซลล์ประเภทใดก็ได้เช่นหัวใจตับสมองหรืออย่างอื่น ในเสี้ยววินาทีของเซลล์ที่ไร้เดียงสาเหล่านี้ทีมได้ใช้การรักษาเพิ่มเติมเพื่อเปิดยีนที่จําเป็นในการสร้างรกและในกลุ่มที่สามของเซลล์พวกเขาใช้การรักษาเพื่อเปิดยีนเพื่อสร้างถุงไข่แดง “เราให้เซลล์ทั้งสองกลุ่มนี้ผลักดันชั่วคราวเพื่อก่อให้เกิดเนื้อเยื่อนอกระบบที่ค้ําจุนตัวอ่อนที่กําลังพัฒนา” ฮันนากล่าวในแถลงการณ์
จากนั้นนักวิทยาศาสตร์ได้วางสเต็มเซลล์ทั้งสามกลุ่มนี้ลงในมดลูกเทียมเพื่อผสมและปะปนกัน ในไม่ช้าเซลล์ทั้งสามรสชาติก็มารวมกันเพื่อสร้างกลุ่ม แต่มีเพียงประมาณ 50 จาก 10,000 กลุ่มเซลล์ที่ยังคงพัฒนาเป็นโครงสร้างคล้ายตัวอ่อนและเซลล์ที่รอดชีวิตมาได้เพียง 8.5 วันเท่านั้น
เรื่องที่เกี่ยวข้อง
—ตัวอ่อนของมนุษย์สามารถแช่แข็งได้นานแค่ไหน?
- ตัวอ่อนไดโนเสาร์ที่เก็บรักษาไว้อย่างไร้ที่ติดูราวกับว่ามัน ‘ตายเมื่อวานนี้’
- ตัวอ่อนส่วนหนึ่งของมนุษย์และลิงส่วนหนึ่งที่ปลูกในอาหารในห้องปฏิบัติการ
ในช่วง 8.5 วันนั้น – หรือเกือบครึ่งหนึ่งของการตั้งครรภ์ของเมาส์ทั่วไป – ตัวอ่อนทรงกลมในขั้นต้นยืดออกและกลายเป็นทรงกระบอกตามที่คาดไว้ของตัวอ่อนธรรมชาติ STAT News รายงาน จุดเริ่มต้นของระบบประสาทส่วนกลางเริ่มปรากฏขึ้นในวันที่ 6 และในไม่ช้าก็ก่อให้เกิดสมองเล็ก ๆ ที่เหี่ยวย่น ภายในวันที่ 8 ตัวอ่อนได้พัฒนาลําไส้และหัวใจขนาดเล็กที่เต้นแรงซึ่งผลักดันเซลล์ต้นกําเนิดเม็ดเลือดผ่านหลอดเลือดที่เพิ่งก่อตัวขึ้นใหม่
รูปร่างของโครงสร้างภายในและโครงสร้างยีนในตัวอ่อนสังเคราะห์แตกต่างกันเล็กน้อยจากที่พบในตัวอ่อนของเมาส์ตามธรรมชาติทีมตั้งข้อสังเกต ในการทดลองติดตามผลนักวิจัยวางแผนที่จะศึกษาตัวชี้นําทางเคมีที่ผลักดันเซลล์ตัวอ่อนให้กลายเป็นเนื้อเยื่อประเภทหนึ่งมากกว่าอีกประเภทหนึ่ง อะไรบังคับให้เขยิบสเต็มเซลล์บางอย่างเพื่อชุมนุมและสร้างท่อประสาทในขณะที่คนอื่น ๆ จบลงด้วยการแยกความแตกต่างในเซลล์ที่เรียงรายอยู่ของลําไส้?”ความท้าทายต่อไปของเราคือการทําความเข้าใจว่าสเต็มเซลล์รู้ว่าต้องทําอะไร — พวกมันรวมตัวกันเป็นอวัยวะต่างๆ ได้อย่างไร และหาทางไปยังจุดที่ได้รับมอบหมายภายในตัวอ่อนได้อย่างไร” ฮันนากล่าวในแถลงการณ์ “และเนื่องจากระบบของเราซึ่งแตกต่างจาก บาคาร่าเว็บตรง
