במחקר חדש, חוקרים מאוניברסיטת קונמינג למדע וטכנולוגיה, סין; האוניברסיטה החקלאית של סין, סין; האקדמיה הסינית למדעים; והמרכז הרפואי הדרום-מערבי של אוניברסיטת טקסס פיתחו מערכת תרבות חדשה המטפחת יחד תאי גזע עובריים (ESCs) ותאי גזע חוץ-עבריים (ESCs), אשר עשויים לספק תובנות לגבי הגורמים למומים מולדים ולהפרעות התפתחותיות מוקדמות. בעל פוטנציאל לספק תובנות חשובות לגבי הגורמים למומים מולדים ולהפרעות התפתחותיות מוקדמות. תוצאות המחקר פורסמו באינטרנט ב-4 בדצמבר 2023, בכתב העת Cell תחת הכותרת "דיסecting embryonic and extraembryonic lineage crosstalk with stam cell co-culture המאמר כותרתו "Dissecting embryonic and extraembryonic lineage crosstalk with stam cell co-culture. תַרְבּוּת. המחברים המקבילים של המאמר הם ד"ר ויז'י ג'י וד"ר טאו טאן מאוניברסיטת קונמינג למדע וטכנולוגיה וד"ר ג'ון וו מהמרכז הרפואי הדרום-מערבי של אוניברסיטת טקסס.
ד"ר וו אמר, "ממצאים אלה מדגימים התקדמות משמעותית בתאי גזע ובביולוגיה התפתחותית באמצעות פיתוח מערכת תרבית תאי גזע מאוחדת. השימוש במערכת חדשנית זו לא רק מעמיק את ההבנה שלנו לגבי האינטראקציות בין תאים עובריים וחוץ-עבריים במהלך העובר, אלא גם מניח את הבסיס לבניית מודלים מדויקים יותר של התפתחות עוברית ופרוטוקולי התמיינות של תאי גזע משופרים".
בנוסף לשרטוט תנאי צמיחה מאוחדים חדשים של תאי גזע עובריים וחוץ-עבריים, מחקר חדש זה חושף אינטראקציות מרכזיות בין סוגי תאים עובריים וחוץ-עבריים שונים, כגון ההשפעה המעכבת של תאי אנדורם חוץ-עבריים על הצמיחה של תאים פלוריפוטנטיים, ומדגיש את החשיבות של תקשורת בין-תאית במהלך העובר. המחקר גם מזהה גורמים נפוצים וייחודיים המעורבים בוויסות של תאי גזע אנדודרמליים חוץ-עובריים במינים שונים.
ד"ר וו ציין, "למחקר היסודי הזה של ביולוגיה של תאי גזע יש פוטנציאל לספק תובנות חשובות לגבי הגורמים למומים מולדים ולהפרעות התפתחותיות מוקדמות. התובנות הנגזרות ממחקר זה מניחות את הבסיס לאסטרטגיות מניעה וטיפוליות פוטנציאליות להפרעות כאלה. "
Yulei Wei, המחבר הראשון של המאמר ופרופסור בבית הספר למדעי הביולוגיה, האוניברסיטה החקלאית של סין, אמר: "בסך הכל, היכולת לחקות את הסביבה העוברית הטבעית במבחנה יכולה לקדם מאוד את המחקר של התפתחות ומחלות אנושיות מוקדמות, שעלולות להיות מה שמוביל לאסטרטגיות טיפוליות ומניעתיות חדשות."
תמונה מתוך Cell, 2023, doi:10.1016/j.cell.2023.11.008.
ממצאים חדשים אלה מתבססים על מאמצי מחקר קודמים במעבדתו של ד"ר וו, אשר תרמו למחקר בסיסי ותרגומי ליצירת תאי גזע חדשים. מדענים זיהו מספר תאי גזע פלוריפוטנטיים חדשים (PSC) ממינים שונים עם פרופילים מולקולריים ופנוטיפיים מובהקים, ויצרו כימרות בין-מינים שמקורן ב-PSC ומערכות משלימות של בלסטוציסטים ליצירת איברים ורקמות. לאחרונה, הצוות של ד"ר וו פיתח אסטרטגיות לבניית מודלים של עוברי תאי גזע למחקרים במבחנה של התפתחות סביב הלידה.
במחקר שפורסם בכתב העת Cell Stem Cell בשנת 2021, המעבדה של ד"ר וו הגה שיטת תרבית ליצירת מצבי ביניים של תאי גזע פלוריפוטנטיים מבלסטומרים של עכברים וסוסים (Cell Stem Cell, 2021, doi:10.1016/j.stem.2020.11 .003). מחקר חדש זה מצא שניתן להשתמש באותם תנאי תרבית כדי להשיג תאי גזע עובריים ותאי גזע חוץ-עבריים, כגון תאי גזע טרופובלסטים ותאי גזע אנדודרמים חוץ-עבריים, מבלסטומרים של עכברים ופרימטים.
מחקר חדש זה מקדם את המחקר של המעבדה של ד"ר וו על האינטראקציות בין רקמות עובריות וחוץ-עובריות במהלך התפתחות מוקדמת של יונקים באמצעות מודלים עובריים מבוססי תאי גזע. מחקרים קודמים פיתחו בהצלחה מודלים של תאי גזע של עובר יונק מוקדם, כולל מבנים דמויי בלסטוציסט (הנקראים עוברים דמויי בלסטוציסט) בעכברים, פרות ובני אדם, כמו גם מבנים הדומים לפרוטו-גסטרולציה היקפית של האדם (פרי-גסטרולציה) (הנקראים עוברים דמויי פרוטו-גסטרולציה אנושיים).
לתגליות אלו יש פוטנציאל להשפיע על גישות מחקר ותרפויטיות עבור מגוון הפרעות, במיוחד אותן מחלות ואזורים הקשורים להפרעות התפתחותיות (1): הבנת הקשר המתואם בין רקמות עובריות וחוץ-עובריות יכולה לשפוך אור על מומים מולדים והפרעות התפתחותיות. המתרחשים במהלך התפתחות עוברית מוקדמת; (2) חריגות שליה: הבנה של תאי גזע טרופובלסטיים התורמים להיווצרות השליה יכולה לשפר את ההבנה של מומים בשליה כגון רעלת הריון או היפרדות שליה; (3) רפואה רגנרטיבית: היכולת לטיפוח משותף של תאי גזע עובריים וחוץ-עובריים מקדמת פיתוח של הנדסת רקמות וארגון איברים, שעשויים להועיל לטיפול במחלות הדורשות התחדשות רקמות; ו-(4) מחקר סרטן: מאחר וסוגי סרטן מסוימים כוללים מסלולי איתות המשותפים לוויסות תאי גזע, כגון FGF, TGF- ו-WNT, המחקר החדש עשוי לסייע בהבנת צמיחת והתפתחות הגידול. המחקר עשוי לתרום להבנת צמיחת הגידול וגרורות; (5) בריאות הרבייה: מחקר חדש זה עשוי לשפר את ההבנה של תהליכי התפתחות עובריים מוקדמים והשתלה, ובכך לקדם את הפיתוח של טיפולי פוריות.
