Mokslininkai atskleidė paslaptį, slypėjusią šešėlyje: pirmąkart užfiksavo, kaip gimsta žmogaus gyvybė

Kiekvienas žmogus kadaise buvo tik mažas laisvai plūduriuojantis ląstelių telkinys, ieškantis vietos įsitvirtinti. Embrionui pavyko, jis susiliejo su motinos organizmu. Šis sudėtingas procesas, vadinamas implantacija, vyksta giliai gimdoje, ir iki šiol mokslininkai teturėjo tik pavienes šio reiškinio nuotraukas.

Dabar sukurta nauja sistema leidžia pažvelgti į procesą detaliau. Laiko intervalais nufilmuota, kaip žmogaus embrionai laboratorijoje itin aktyviai prasiskverbia į kolagenu paremtą matricą, kad sukurtų ertmę prisitvirtinimui ir tolimesniam augimui.

„Pirmą kartą galėjome stebėti žmogaus embriono implantaciją dinamiškai, o ne tik momentinėmis iškarpomis,“ – teigia tyrimo vadovas, bioinžinierius Samuelis Ojosnegros iš Barselonos mokslo ir technologijų instituto (BIST). – „Atvėrėme langą į vystymosi etapą, kuris anksčiau buvo visiškai nematomas.“

Nors eksperimentai vyko ne gimdoje, o laboratorijoje, Ojosnegros su kolegomis sukūrė platformą, kuri atkuria tinkamą struktūrą ir maistinių medžiagų aplinką, kad embrionai galėtų implantuotis. 

Šis etapas ypač trapus, nes net 60 proc. nesėkmingų nėštumų baigiasi būtent implantacijos metu arba netrukus po jos.

Palyginę su pelių embrionais, mokslininkai pastebėjo ryškų skirtumą - jei pelių embrionai tik paviršutiniškai prasiskverbia į matricą, žmogaus embrionai ją giliai „pergręžia“ ir visiškai apsupa save kolageno sluoksniu.

„Mūsų technologija parodė, kad embrionas naudoja stiprią mechaninę jėgą implantacijai,“ – aiškina Ojosnegros. – „Tai reiškia, kad tyrimai su pelėmis negali iki galo atskleisti žmogaus vystymosi subtilybių.“

Žmogaus embrionas paprastai implantuojasi 5–6 dieną po apvaisinimo, kai jis dar yra tik iš 100–200 ląstelių sudaryta grupė – per maža, kad ją būtų galima pamatyti ultragarsu. Anksčiau tai reiškė, kad mokslininkai galėdavo stebėti tik pirmąsias penkias embriono dienas laboratorijoje.

Naujoji gimdos modelio technologija leidžia stebėjimo „langą“ praplėsti – embriono implantacija gali būti tiriama 2D ar 3D terpėje. Ant plokščios gelio matricos embrionai prisitvirtina prie paviršiaus, o vėliau prasiskverbia į jį. 

Lašelinėje 3D sistemoje jie tarsi „traukia“ kolageno skaidulas link centro, pertvarkydami aplinką pagal save.

Tyrimo pirmoji autorė Amélie Luise Godeau pažymi, kad tai gali reikšti, jog embrionas iš esmės jungia motinos audinius su savo paties struktūra. 

Visgi reikia nepamiršti, kad naudota matrica nėra pagaminta iš tikrų žmogaus gimdos ląstelių, todėl tai tik dalinis paveikslas.

Kita vertus, ši technologija turi ir pranašumą, ją galima keisti ir taip ištirti, kaip žmogaus embrionai reaguoja į skirtingas aplinkas ar junginius, galinčius pagerinti implantaciją.

„Pavyzdžiui, mūsų startuolis Serabiotics, bendradarbiaudamas su farmacijos įmone Grifols, jau sukūrė baltyminį priedą, kuris klinikose gali padidinti implantacijos sėkmės rodiklius,“ – sako Ojosnegros.