Naučnici napravili ključni iskorak u razumevanju razvoja tela i lečenju bolesti kičme
Naučnici sa Instituta Fransis Krik napravili su značajan iskorak u razumevanju ljudskog razvoja. Po prvi put, uspeli su da razviju modele ljudskih matičnih ćelija koji sadrže notohordu – ključnu strukturu u embrionu koja funkcioniše kao navigacioni sistem, usmeravajući ćelije gde da formiraju kičmu i nervni sistem. Ovaj rad, objavljen u prestižnom časopisu Nature, otvara vrata za dalja istraživanja urođenih defekata i oboljenja kičme.
Notohorda je tkivo u obliku štapa koje se razvija tokom embrionalnog razvoja i predstavlja osnovu za organizaciju tkiva u telu. Ona je ključna za formiranje kičme i nervnog sistema, usmeravajući ćelije da zauzmu tačne pozicije i postanu odgovarajuća tkiva.
- Notohorda funkcioniše kao GPS za embrion u razvoju, pomažući u uspostavljanju glavne ose tela - objašnjava Džejms Brisko, vođa laboratorije Dinamike razvoja i glavni autor studije.
Iako je njena uloga neprocenjiva, kompleksnost strukture notohorde do sada je sprečavala njeno uspešno generisanje u laboratorijskim uslovima. Ovo je otežavalo proučavanje ljudskog razvoja i poremećaja povezanih sa kičmom, navodi EurekAlert.
Istraživački tim je najpre analizirao embrione pilića kako bi identifikovao prirodni proces formiranja notohorde. Ove podatke su uporedili sa postojećim informacijama iz istraživanja miševa i majmuna, čime su rekonstruisali tačan vremenski sled molekularnih signala potrebnih za stvaranje ovog tkiva.
- Pronalaženje tačnih hemijskih signala za proizvodnju notohorde bilo je kao pronalaženje pravog recepta - ističe Tiago Rito, vođa studije.
Naučnici su zatim primenili ovu recepturu na ljudske matične ćelije, koristeći precizan niz hemijskih signala. Rezultat je bio stvaranje minijaturne strukture nalik trupu, koja se spontano izdužila do 1-2 milimetra.
Ova struktura je sadržala neuralno tkivo u razvoju i matične ćelije kostiju, poređane u obrascu koji odražava prirodan razvoj ljudskog embriona. Štaviše, funkcija notohorde u laboratorijskom modelu bila je gotovo identična onoj u prirodnim uslovima.
- Notohorda u našim laboratorijskim strukturama šalje hemijske signale koji pomažu u organizovanju okolnog tkiva, baš kao što bi to činila tokom tipičnog embrionalnog razvoja - dodaje Rito.
Ovo otkriće ima ogroman potencijal u medicini i biologiji. Naučnici veruju da bi mogao pomoći u proučavanju urođenih defekata kičme i kičmene moždine, kao što su spina bifida, ili problemi sa razvojem pršljenova, i degenerativnih oboljenja intervertebralnih diskova, koji često uzrokuju bolove u leđima. Ovi diskovi, koji funkcionišu kao amortizeri između pršljenova, potiču iz notohorde i skloni su degeneraciji s godinama.
- Sada, kada imamo model koji funkcioniše, otvaraju se vrata za istraživanje razvojnih stanja o kojima smo malo znali - zaključuje Brisko.
Ovo istraživanje ne samo da je omogućilo stvaranje modela koji rekreira vitalni proces razvoja ljudskog tela, već pruža i novu platformu za proučavanje brojnih poremećaja i oboljenja. Kroz dalja istraživanja, ovaj model bi mogao doprineti razvoju tretmana za ozbiljne probleme kičme, unapređujući kvalitet života miliona ljudi širom sveta.
(Telegraf Nauka / EurekAlert)
Video: Razgovor sa Gregom Gejdžom, čovekom koji zna kako naš mozak radi
Nauka Telegraf zadržava sva prava nad sadržajem. Za preuzimanje sadržaja pogledajte uputstva na stranici Uslovi korišćenja.