Para peneliti memasukkan embrio tikus ke dalam animasi yang ditangguhkan selama sebulan tanpa konsekuensi negatif

Blastocysts dalam animasi yang ditangguhkan Para

peneliti di University of California, San Francisco telah menemukan cara untuk menghentikan perkembangan embrio tikus hingga satu bulan di lab. Para ilmuwan yakin bahwa studi mereka berpotensi berdampak pada teknologi reproduksi yang dibantu, obat regeneratif, menghentikan penuaan dan kanker.

Dalam studi mereka, para ilmuwan melakukan percobaan dengan embrio tahap awal yang disebut blastocysts . Mereka menemukan bahwa obat yang menghambat aktivitas regulator pertumbuhan sel utama , protein mTOR , dapat merendam embrio dalam keadaan stabil dan reversibel dari animasi yang ditangguhkan. Sebagai aturan, embrio dapat tetap pada tahap blastokista di laboratorium selama tidak lebih dari dua hari. Tetapi terapi dengan inhibitor mTOR memperpanjang kondisi ini hingga empat minggu.

Aidan Bulut-Karsioglu, penulis utama penelitian ini, dan rekan-rekannya menunjukkan bahwa embrio yang terjebak dalam perkembangan dengan cepat kembali ke pertumbuhan normal ketika para ilmuwan berhenti menyuntikkan inhibitor regulator pertumbuhan sel. Ketika embrio dikembalikan ke tubuh ibu, anak yang sehat berkembang darinya.

Penemuan ini mengejutkan bagi para peneliti yang bermaksud mempelajari bagaimana menekan mTOR memperlambat pertumbuhan sel-sel blastokista, daripada menemukan cara untuk hibernasi embrio. Eksperimen selanjutnya menunjukkan bahwa sel induk embrionikyang diperoleh dari embrio pada tahap blastokista juga dapat direndam dalam keadaan mati suri oleh inhibitor pengatur pertumbuhan sel. Tampaknya, obat bertindak dengan mengurangi aktivitas gen di sebagian besar genom, dengan pengecualian beberapa gen dominan, yang dengan sendirinya dapat menekan aktivitas orang lain. Para peneliti menguji sejumlah inhibitor mTOR yang berbeda dan menemukan bahwa obat sintetis Rapa-Link terbaru, yang baru - baru ini dikembangkan oleh laboratorium Kevan Shokat di Universitas California, San Francisco , adalah yang paling efektif .

Para peneliti percaya bahwa keadaan animasi yang ditangguhkan dapat diperpanjang untuk jangka waktu lebih lama dari 30 hari. Blastokista tidur akhirnya mati ketika mereka kehabisan metabolit. Jika para ilmuwan menemukan cara untuk memasok nutrisi ke media kultur, sel-sel akan bertahan hibernasi lebih lama. Tetapi sementara para peneliti tidak tahu pasti zat apa yang dibutuhkan blastocyst dalam animasi yang ditangguhkan.

Para penulis penelitian menunjukkan bahwa keadaan istirahat yang mereka sebabkan dalam blastokista dengan memblokir mTOR hampir identik dengan kemampuan bawaan tikus untuk menunda kehamilan pada tahap awal. Stagnasi sementara ini - diapause - ditemukan di banyak mamalia, dari tikus ke walabi marsupial. Jadi wanita hamil dapat menunda perkembangan janin saat tidak ada cukup makanan. Dalam situasi seperti itu, protein mTOR bertindak sebagai pengatur periode perkembangan, yang berfungsi sebagai sensor nutrisi. Tampaknya untuk "menyelaraskan" proses pengembangan sel, bergantung pada tingkat nutrisi yang tersedia di lingkungan.

Apakah seseorang memiliki kemampuan untuk menunda kehamilan pada tahap blastokista? Sejauh ini ini adalah masalah yang belum terselesaikan: dalam kondisi modern sulit untuk melacak periode waktu dari pemupukan ke implantasi, di mana pembentukan blastokista terjadi. Namun, ada beberapa contoh dari praktik fertilisasi in vitro(IVF) dengan periode kehamilan yang luar biasa panjang dan ketidaksesuaian antara waktu pemindahan buatan embrio dan persalinan. Berdasarkan fakta-fakta ini, para peneliti percaya bahwa orang-orang dalam beberapa situasi dapat menunda implantasi embrio.

Penelitian dapat memiliki dampak besar pada reproduksi berbantuan, yang praktiknya dibatasi oleh degradasi embrio yang cepat segera setelah mereka mencapai tahap blastokista. Blastokista anabiosis dapat menjadi alternatif pembekuan embrio dan akan memberi dokter lebih banyak waktu untuk mencari cacat genetik sebelum implantasi.

Inhibitor MTOR sedang menjalani uji klinis, dan di masa depan mereka dapat mengatasi beberapa jenis kanker. Namun, hasil studi baru menunjukkan potensi bahaya dari pendekatan ini: mTOR inhibitor dapat memperlambat perkembangan kanker dan mengurangi tumor, tetapi mereka dapat mengabaikan sel-sel kanker "aktif" yang dapat mengaktifkan dan menyebar ke seluruh tubuh setelah terapi dihentikan. Untuk membunuh sel yang tersisa, Anda harus menggunakan obat dari terapi lini kedua dan ketiga.

Para penulis sekarang mencari tahu apakah inhibitor mTOR dapat mengendalikan sel induk pada tahap perkembangan selanjutnya. Kesempatan seperti itu akan membantu memperbaiki atau mengganti organ yang rusak. Para ilmuwan yakin bahwa data yang diperoleh selama penelitian juga memiliki nilai potensial dalam studi penuaan.

“Ini adalah contoh utama dari kekuatan sains fundamental. Kami tidak mencari cara untuk menghentikan perkembangan blastocyst atau mimic diapause. Kami tidak mencoba membuat terapi yang efektif melawan kanker atau mengembangkan metode yang lebih efektif untuk regenerasi jaringan atau transplantasi organ. Semua ini ada di pikiran kami, tetapi percobaan mengatakan bahwa kami akan melakukan sesuatu yang harus kami pahami dan tidak bisa mengabaikan ke mana mereka pergi, ”kata kepala laboratorium Miguel Ramalo Santos, asisten profesor kebidanan, ginekologi dan ilmu reproduksi di Universitas California, San Francisco.

Secara teori, teknologi cryopreservasi serupaembrio pada tahap awal pengembangan dan transportasi mereka akan menjajah ruang. Ada beberapa pandangan berbeda tentang bagaimana kolonisasi akan terjadi. Intinya adalah bahwa robot sepenuhnya otonom akan mengirimkan "beban" ke sebuah planet yang cocok untuk kehidupan, mempersiapkan semua kondisi untuk manusia normal di sana, dan kemudian mencairkan embrio. Namun, para peneliti dari University of California di San Francisco tidak menyebutkan bahwa penemuan mereka dapat berkontribusi pada pengembangan konsep ini. Untuk membawa teori kolonisasi luar angkasa ini ke kehidupan, diperlukan rahim buatan yang "melahirkan" janin.

Karya ilmiah ini diterbitkan dalam jurnal Nature pada 23 November 2016
DOI: 10.1038 / nature20578

Source: https://habr.com/ru/post/id399527/