Naukowcy znaleźli sposób na zastopowanie rozwoju zarodka
Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornia w San Francisco wymyślili sposób, aby wstrzymać rozwój wczesnych zarodków myszy przez okres do jednego miesiąca, a później przywrócić ich normalny wzrost. To odkrycie może mieć potencjalny wpływ na wspomaganie rozmnażania, starzenie, a nawet raka.
Badaniami objęto eksperymenty z zarodkami myszy, zwanymi blastocystami, w okresie przed ich implementacją w macicy.
Naukowcy odkryli, że leki, które hamują aktywność głównego regulatora wzrostu komórek o nazwie mTOR mogą wprowadzić te wczesne zarodki w stabilny i odwracalny stan letargu.
Aydan Bulut-Karslioglu, doktor habilitowany i naukowiec na Uniwersytecie Kalifornia w San Francisco, powiedziała, że normalnie, blastocysty są w stanie przetrwać tylko maksymalnie jeden lub dwa dni w laboratorium. Jednak blastocysty leczone inhibitorami mTOR mogą przetrwać nawet do czterech tygodni.
Naukowcy wskazują, że zarodki, których rozwój został wstrzymany, mogą szybko powrócić do normalnego wzrostu, gdy inhibitory mTOR zostaną usunięte i rozwiną się we wzorcowe zdrowe myszy po wszczepieniu z powrotem do macicy matki.
Odkrycie było zaskoczeniem dla naukowców, którzy przeprowadzali badania nad tym, jak lek mTOR powoli hamuje wzrost komórek blastocysty. Nie spodziewali się oni, że odkryją sposób, aby wprowadzić embriony w stan hibernacji.
"W dalszej perspektywie, ciąża myszy trwa tylko około 20 dni, a więc 30-dniowe zamrożone embriony, które odkryliśmy, byłyby już karmione przez swoje matki, gdyby pozwolono im rozwijać się normalnie" - powiedział główny autor Miguel Ramalho-Santos z UCSF.
Dalsze eksperymenty wykazały, że hodowanie komórek macierzystych mysich zarodków, które pochodzą ze stadium embrionu – blastocysty, można również wprowadzić w stan letargu przez inhibitory mTOR.
Leki, wydają się działać poprzez obniżenie aktywności genu w wielu regionach genomu, który odkrył zespół, z wyjątkiem kilku tak zwanych genów represorowych, które mogą zachowywać się tak, aby hamować aktywność genu.
ZOBACZ TAKŻE:
Naukowcy przebadali wiele różnych inhibitorów mTOR i okazało się, że najskuteczniejszym był nowy lek syntetyczny zwany Rapa-Link, który niedawno został opracowany na UCSF przez laboratorium Kevana Shokata.
Badacze uważają, że jest możliwe przedłużenie letargu znacznie dłużej niż 30 dni, co zostało zaobserwowane w aktualnych badaniach.
"Nasze uśpione blastocysty w końcu umierają, gdy zabraknie w nich jakiegoś istotnego metabolitu. Jeśli moglibyśmy dostarczyć te brakujące składniki odżywcze w podłożu hodowlanym, powinniśmy być w stanie utrzymać je przy życiu nawet dłużej" - powiedział Bulut-Karslioglu.
Naukowcy wykazali, że stan uśpienia, jaki wywołali w blastocystach poprzez blokowanie lekiem mTOR był prawie identyczny z naturalną zdolność myszy, aby wstrzymać ciąże we wczesnym stadium jej rozwoju.
Ten tymczasowy zastój zwany diapauzą występuje u gatunków w całym królestwie zwierząt, również u ssaków, od myszy po kangury. Zazwyczaj pozwala na opóźnienie ciąży, gdy żywność jest mało dostępna lub zwierze jest poddane stresowi z innych źródeł.