Gisundog sa mga siyentista ang natural nga proseso sa paglambo sa mammalian embryonic sa laboratoryo hangtod sa punto sa paglambo sa utok ug kasingkasing. Gamit ang mga stem cell, ang mga tigdukiduki nakahimo og sintetikong mga embryo sa ilaga sa gawas sa matris nga nagsubli sa natural nga proseso sa paglambo sa matris hangtod sa ika-8.5 nga adlaw. Kini usa ka hinungdanon nga hitabo sa sintetikong biolohiya. Sa umaabot, kini maggiya sa mga pagtuon sa sintetikong mga embryo sa tawo, nga sa baylo mahimong mag-una sa paglambo ug paghimo og sintetikong mga organo alang sa mga pasyente nga naghulat sa mga transplant.
Ang embryo kasagarang gisabot nga usa ka intermediate nga yugto sa paglambo sa sunod-sunod nga natural nga panghitabo sa reproduksyon nga gisugdan sa pagtagbo sa semilya ug ovum aron maporma ang usa ka zygote, nga mabahin aron mahimong usa ka embryo , gisundan sa paglambo ngadto sa usa ka fetus ug usa ka bag-ong natawo pagkahuman sa pagmabdos.
Ang mga pag-uswag sa embryonic cell nuclear transfer nakakita sa pananglitan sa paglaktaw sa lakang sa pertilisasyon sa usa ka itlog pinaagi sa sperm. Niadtong 1984, usa ka embryo ang gibuhat gikan sa usa ka itlog diin ang orihinal nga haploid nucleus niini gikuha ug gipulihan sa nucleus sa usa ka donor embryonic cell nga malampuson nga gipalambo sa usa ka surrogate aron manganak sa unang cloned baby sheep. Uban sa kahingpitan sa Somatic Cell Nuclear Transfer (SCNT), si Dolly ang karnero gibuhat niadtong 1996 gikan sa usa ka hamtong nga adult cell. Kini ang unang kaso sa cloning sa usa ka mammal gikan sa usa ka adult cell. Ang kaso ni Dolly nagbukas usab sa posibilidad sa pagpalambo sa personalized stem cells. Sa duha ka kaso, ang sperm wala gigamit, apan ang itlog (nga adunay gipulihan nga nucleus) ang mitubo aron mahimong embryo. Busa, kini nga mga embryo natural gihapon.
Mahimo bang mamugna ang mga embryo nga wala’y labot bisan usa ka itlog? Kon mao, ang maong mga embryo mahimong sintetiko hangtod nga walay mga gamete (mga selula sa sekso) nga gamiton. Karong mga panahona, ang maong mga embryo (o 'sama sa embryo' o mga embryoid) kanunay nga gihimo gamit ang mga Embryonic stem cell (ESC) ug gipatubo in vitro sa laboratoryo.
Taliwala sa mga mammal, ang mga ilaga nagkinahanglan og medyo mubo nga panahon (19-21 ka adlaw) sa pagpanganak nga naghimo sa mouse embryo nga usa ka sayon nga modelo sa pagtuon. Sa kinatibuk-an, ang pre-implantation period mga 4-5 ka adlaw samtang ang nahabilin nga 15 ka adlaw (mga 75% sa kinatibuk-an) mao ang post implantation. Para sa post-implantation development, ang embryo kinahanglang i-implant sulod sa uterus nga dili na ma-access sa gawas nga obserbasyon. Kini nga pagsalig sa maternal uterus nagpahamtang og babag sa imbestigasyon.
Ang tuig 2017 usa ka importante nga tuig sa kasaysayan sa mammalian embryo culture. Ang mga paningkamot sa paghimo og synthetic mouse embryos nakakuha og dakong kalamboan sa dihang ang mga tigdukiduki klarong nagpakita nga ang embryonic stem cells adunay abilidad sa pag-assemble sa ilang kaugalingon ug pag-organisar sa ilang kaugalingon in vitro aron makahatag og mga istruktura nga sama sa embryo nga susama sa natural nga mga embryo sa importanteng mga paagi 1,2 . Bisan pa, adunay mga limitasyon nga mitumaw gikan sa mga babag sa uterus . Kasagaran ang pag-culture sa pre-implantation embryo in vitro apan ang bisan unsang lig-on nga plataporma alang sa ex-utero culture sa post implantation mouse embryo (gikan sa mga yugto sa egg cylinder hangtod sa advanced organogenesis) wala magamit. Usa ka kalampusan aron matubag kini nahitabo sa miaging tuig sa 2021 sa dihang ang usa ka research team nagpresentar og usa ka culture platform nga epektibo alang sa post-implantation development sa mouse embryo sa gawas sa maternal uterus. Ang usa ka embryo nga gipatubo niini nga plataporma ex utero nakit-an nga tukma nga nag-recapitulate sa in utero development 3. Kini nga kalamboan nakabuntog sa mga babag sa uterus ug nakapahimo sa mga tigdukiduki nga mas masabtan ang post-implantation morphogenesis ug busa nakatabang sa synthetic embryo project nga makaabot sa usa ka advanced stage.
Karon, duha ka grupo sa panukiduki ang nagtaho nga nagpatubo og sintetikong embryo sa ilaga sulod sa 8.5 ka adlaw nga mao ang pinakataas hangtod karon. Kini igo na nga gidugayon aron maugmad ang lain-laing mga organo (sama sa nagpitik nga kasingkasing, tubo sa tinai, neural fold, ug uban pa). Kini nga pinakabag-o nga pag-uswag talagsaon gyud.
Sumala sa gitaho sa Cell niadtong Agosto 1, 2022, ang research team nakamugna og mga synthetic embryo sa ilaga gamit lamang ang mga naïve Embryonic Stem Cells (ESCs) sa gawas sa maternal uterus. Gi-co-aggregate nila ang mga stem cell ug giproseso kini gamit ang bag-o lang naugmad nga culture platform para sa dugay nga ex-utero growth aron makakuha og post-gastrulation synthetic whole embryo nga adunay embryonic ug extraembryonic compartments. Ang synthetic embryo nakab-ot og maayong milestones sulod sa 8.5 ka adlaw nga yugto sa mga mouse embryo. Kini nga pagtuon nagpasiugda sa abilidad sa mga naive pluripotent cells sa pag-assemble sa ilang kaugalingon ug pag-organisar sa ilang kaugalingon ug pag-modelo sa tibuok mammalian embryo lapas sa gastrulation 4.
Sa pinakabag-o nga pagtuon nga gipatik sa Nature niadtong Agosto 25, 2022, ang mga tigdukiduki migamit usab og extraembryonic stem cells aron mapalapdan ang potensyal sa paglambo sa mga embryonic stem cells (ESC). Nagtigom sila og mga sintetikong embryo in vitro gamit ang mga mouse ESC, TSC, ug iXEN cells nga nag-recapitulate sa natural nga tibuok embryonic development sa ilaga sa uterus hangtod sa adlaw nga 8.5. Kini nga sintetikong embryo adunay gihubit nga mga rehiyon sa forebrain ug midbrain, usa ka nagpitik nga istruktura nga sama sa kasingkasing, usa ka punoan nga gilangkoban sa neural tube, usa ka tail bud nga adunay mga neuromesodermal progenitor, usa ka gut tube, ug primordial germ cells. Ang tanan naa sa sulod sa usa ka extra-embryonic sac 5. Busa, niini nga pagtuon ang organogenesis mas abante ug talagsaon kon itandi sa gitaho sa pagtuon sa Cell niadtong Agosto 1, 2022. Tingali, ang paggamit sa duha ka klase sa extra-embryonic stem cells nagpalambo sa potensyal sa paglambo sa mga embryonic stem cell niini nga pagtuon. Makapainteres, ang mga naïve Embryonic Stem Cells (ESCs) lamang ang gigamit sa naunang pagtuon.
Talagsaon kaayo kini nga mga nahimo tungod kay kini ang labing layo nga punto hangtod karon sa mga pagtuon sa sintetikong mammalian embryo. Ang katakus sa paghimo og utok sa mammal usa ka panguna nga katuyoan sa sintetikong biology. Ang paghimo pag-usab sa natural nga proseso sa post-implantation embryonic development sa laboratoryo nakabuntog sa uterine barrier ug nagpaposible sa mga researcher nga magtuon sa pinakaunang yugto sa kinabuhi nga kasagarang natago sa uterus.
Bisan pa sa mga isyu sa pamatasan, ang mga nahimo sa mga pagtuon sa sintetikong embryo sa mouse maggiya sa mga pagtuon sa mga sintetikong embryo sa tawo sa umaabot nga umaabot nga mahimo’g magdala sa pag-uswag ug paghimo sa mga sintetikong organo para sa mga pasyente nga naghulat sa mga transplant.
***
mga pakisayran:
- Harrison SE ug uban pa 2017. Asembliya sa embryonic ug extraembryonic stem cell sa pagsundog sa embryogenesis sa vitro. SIYENTE. 2 Mar 2017. Vol 356, Isyu 6334. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aal1810
- Warmflash A. 2017. Synthetic Embryos: Windows ngadto sa Mammalian Development. Cell Stem cell. Tomo 20, Isyu 5, 4 Mayo 2017, Mga Pahina 581-582. DOI: https://doi.org/10.1016/j.stem.2017.04.001
- Aguilera-Castrejon, A., ug uban pa. 2021. Ex utero mouse embryogenesis gikan sa pre-gastrulation ngadto sa ulahing bahin sa organogenesis. Kinaiyahan 593, 119–124. https://doi.org/10.1038/s41586-021-03416-3
- Tarazi S., ug el 2022. Ang post-gastrulation synthetic embryo namugna ex utero gikan sa mouse naive ESCs. Cell. Gipatik: Agosto 01, 2022. DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.07.028
- Amadei, G., ug uban pa 2022. Ang mga sintetikong embryo kompleto nga gastrulation sa neurulation ug organogenesis. Gipatik: 25 Agosto 2022. Kinaiyahan. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-022-05246-3
***
