Wyniki obu badań ukazały się 17 marca w czasopiśmie Nature Portfolio i są kamieniem milowym w pracach nad powstaniem sztucznych ludzkich embrionów. Możliwość hodowania embrionów sprawi, że badania nad niepłodnością, utratą ciąży czy wczesnym rozwojem płodowym nie będą wymagały prowadzenia badań na prawdziwych embrionach.
Jedna z zespołów rozpoczął pracę od dorosłych komórek skóry człowieka, które genetycznie przeprogramowano, aby przypominały komórki embrionalne. Tak zmodyfikowane komórki umieszono na specjalnym „rusztowaniu”, aby wyhodowane stworzyły kulisty kształt. Uzyskana w ten sposób struktura dokładnie naśladowała ludzką blastocystę – stadium rozwoju zarodkowego, w którym zarodek zagnieżdża się w śluzówce macicy. Blastocysta zazwyczaj zawiera kilkaset komórek i tworzy się około cztery dni po zapłodnieniu komórki jajowej przez plemnik.
Drugi z zespołów rozpoczął od ludzkich komórek macierzystych – zarówno embrionalnych, jak i pochodzących z tkanki skórnej dorosłego. „Dorosłe” komórki zwane są indukowanymi pluripotencjalnymi komórkami macierzystymi, a ich specyfika pozwala na przekształcenie je w komórki naśladujące dowolny ludzki organ. Następnie naukowcy potraktowali komórki macierzyste specyficznymi substancjami chemicznymi zwanymi czynnikami wzrostu, aby nadać im kształt blastocysty.
Oba zespoły wykazały, że wyhodowane w ten sposób blastocysty zachowywały się podobnie do prawdziwych. Stworzyły puste kule, w których znaleziono trzy różne typy komórek, z których w życiu płodowym na dalszym etapie tworzą się różne części ciała. W obu badaniach sztuczne blastocysty wykazały też zdolność do wszczepienia się w ścianę macicy, którą w warunkach laboratoryjnych imitował plastikowy arkusz.
Mimo tak obiecujących wyników, żaden z uzyskanych modeli nie odtwarza ludzkiego embrionu idealnie. Ponadto naukowcy sugerują, że sztuczne blastocysty najprawdopodobniej nie byłyby też w stanie rozwinąć się poza stadium blastocysty. Wnioskują tak na podstawie podobnych badań nad embrionami myszy. Dowody z badań z 2019 roku sugerują, że po wszczepieniu sztucznie wyhodowanej blastocysty do macicy żywej myszy, blastoidy nie różnicują się prawidłowo w odpowiednie typy komórek. Mimo to osiągnięcia obu zespołów uznano za duży postęp.
– To naprawdę pierwszy kompletny model ludzkiego embrionu. Dzięki tej technice możemy stworzyć setki takich struktur. To pozwoli nam poszerzyć naszą wiedzę na temat bardzo wczesnego rozwoju człowieka. Uważamy, że będzie to bardzo ważne – mówi José Polo, biolog rozwojowy z Uniwersytetu Monash w Australii i starszy autor pierwszego badania.
Tego typu eksperymenty rodzą też pytania natury etycznej. – Jestem pewien, że każdy, kto jest moralnie dojrzały, staje się nerwowy, kiedy na szalce Petriego ludzie zaczynają tworzyć struktury tak bliskie byciu wczesnymi istotami ludzkimi (…) Ludzie próbują w pewnym sensie stworzyć ludzi w probówce – przyznaje Daniel Sulmasy, bioetyk z Georgetown University.
Międzynarodowe Towarzystwo Badań nad Komórkami Macierzystymi (ISSCR) daje jasne wytyczne dotyczące ograniczeń w prowadzeniu eksperymentów z ludzkimi embrionami m.in. ograniczając ich czas trwania do 14 dni – podaje Live Science. Ma to na celu zagwarantowanie, że eksperymenty nad embrionami zostaną zakończone przed momentem, w którym komórki zaczną różnicować się w złożone struktury. Oba zespoły badawcze przestrzegały tej zasady w nowych eksperymentach z blastoidami. ISSCR planuje wydać zaktualizowane wytyczne w maju 2021 r.
W raporcie z 2020 r. stwierdzono, że laboratoryjne modele embrionów „przyniosłyby ogromne potencjalne korzyści dla zrozumienia wczesnego rozwoju człowieka, dla nauk biomedycznych oraz dla ograniczenia wykorzystania zwierzęcych i ludzkich embrionów w badaniach”.