Modelul de embrion cultivat în laborator ar putea ajuta cercetătorii să producă celule stem sanguine pentru transplanturi, să testeze medicamente şi să înţeleagă afecţiuni ale sângelui, cum ar fi leucemia.

Celulele stem sanguine umane, cunoscute şi sub denumirea de celule stem hematopoietice, sunt celule imature care se pot dezvolta în orice tip de celule sanguine, inclusiv celule roşii care transportă oxigen şi diferite tipuri de celule albe esenţiale pentru sistemul imunitar.

„A fost un moment emoţionant când culoarea roşie a sângelui a apărut în vas – era vizibilă chiar şi cu ochiul liber", a spus dr. Jitesh Neupane, cercetător la Institutul Gurdon al Universităţii din Cambridge şi primul autor al studiului publicat în revista Cell Reports.

Structurile asemănătoare embrionilor, pe care oamenii de ştiinţă le-au numit „hematoizi", încep să producă sânge după aproximativ două săptămâni de dezvoltare în laborator, imitând procesul de dezvoltare al embrionilor umani.

Deşi produce celule stem sanguine, spre deosebire de embrionii reali, structura nu are mai multe ţesuturi embrionare, precum şi sacul vitelin şi placenta necesare pentru dezvoltarea ulterioară.

Dr. Geraldine Jowett de la Institutul Gurdon al Universităţii din Cambridge, coautoare a studiului, a explicat că „hematoizii captează a doua etapă a dezvoltării sângelui, care poate da naştere la celule imune specializate sau celule limfoide adaptative, precum celulele T, deschizând perspective interesante pentru utilizarea lor în modelarea dezvoltării sângelui sănătos şi canceros”.

Celulele stem umane utilizate pentru dezvoltarea hematoizilor pot fi create din orice celulă din organism, ceea ce înseamnă că există potenţialul de a produce sânge compatibil cu organismul pacientului.
Deşi există şi alte metode de creare a celulelor stem în laborator, această metodă imită procesul natural de dezvoltare şi nu necesită proteine suplimentare pentru a susţine creşterea celulelor stem.

Descoperirile au revelat că celulele sanguine din hematoizi se dezvoltă până la un stadiu care corespunde aproximativ săptămânilor patru-cinci de dezvoltare embrionară umană, când organele şi sistemul sanguin încep să se formeze. Acest stadiu foarte timpuriu al vieţii nu poate fi observat direct într-un embrion uman real, deoarece la acest moment el s-a implantat deja în uterul mamei.

Echipa a observat că, până în a doua zi de creştere a hematoizilor, aceştia s-au auto-organizat în trei straturi germinative - numite ectoderm, mezoderm şi endoderm - care constituie fundamentul planului corpului uman şi sunt esenţiale pentru formarea fiecărui organ şi ţesut, inclusiv a sângelui.

Până în a opta zi, s-au format celule cardiace bătătoare, care în cele din urmă dau naştere inimii într-un embrion uman în dezvoltare. Până în a treisprezecea zi, echipa a observat apariţia unor pete roşii de sânge în hematoizi.

Cercetătorii au dezvoltat, de asemenea, o metodă care a arătat că celulele stem sanguine se pot diferenţia în diferite tipuri de celule sanguine, inclusiv celule imune specializate, cum ar fi celulele T.