Para ilmuwan telah menciptakan model pertama dari embrio manusia purba dari sel kulit

Profesor Jose Polo di depan gambar iBlastoids. Kredit: Universitas Monash

Untuk pertama kalinya, model embrio awal yang berasal dari fibroblas akan memungkinkan penelitian ekstensif tentang penyebab keguguran yang sangat dini dan efek racun dan obat-obatan pada perkembangan awal.

Dalam penemuan yang akan merevolusi penelitian tentang penyebab keguguran dini, infertilitas, dan penelitian perkembangan manusia awal, tim ilmuwan internasional yang dipimpin oleh Monash University di Melbourne, Australia, membuat model embrio manusia dari sel kulit.

Tim yang dipimpin oleh Profesor Jose Polo berhasil memprogram ulang fibroblas atau sel kulit ini menjadi struktur sel tiga dimensi yang secara morfologis dan molekuler mirip dengan blastokista manusia. Disebut iBlastoid, mereka dapat digunakan untuk memodelkan biologi embrio manusia purba di laboratorium.

Studi yang dipublikasikan di Alam, dipimpin oleh Profesor Polo dari Institute for the Discovery of Biomedicine di Monash University dan Australian Institute of Regenerative Medicine dan termasuk penulis pertama Dr. Xiaodong (Ethan) Liu dan mahasiswa PhD Jia Ping Tan, serta kelompok rekan Australia Dr. Jennifer Zenker, dari Monash University dan Profesor Ryan Lister dari University of Western Australia dan rekan internasional, Associate Professor Owen Rakum dari Duke National University di Singapura dan Profesor Amander Clark dari UCLA di AS.

iBlastoid

Gambar iBlastoid dengan pewarnaan sel yang berbeda. Kredit: Universitas Monash

Pencapaian tersebut merupakan terobosan penting untuk penelitian masa depan tentang perkembangan manusia purba dan infertilitas. Sampai saat ini, satu-satunya cara untuk menguji selama hari-hari awal ini adalah melalui penggunaan blastokista yang sulit dijangkau dan langka yang berasal dari prosedur IVF.

“IBlastoids akan memungkinkan para ilmuwan untuk mempelajari langkah-langkah paling awal dalam perkembangan manusia dan beberapa penyebab infertilitas, penyakit bawaan dan efek racun dan virus pada embrio awal – tanpa menggunakan blastokista manusia dan, yang terpenting, dalam skala yang belum pernah terjadi sebelumnya, mempercepat pemahaman kami dan pengembangan terapi baru, “kata Profesor Polo.

Laboratorium Polo mampu menghasilkan iBlastoid menggunakan teknik yang disebut “pemrograman ulang nuklir,” yang memungkinkan mereka untuk mengubah identitas seluler sel kulit manusia, yang – bila ditempatkan dalam perancah “jelly” 3D yang dikenal sebagai matriks ekstraseluler – disusun menjadi sebuah struktur mirip blastokista yang mereka sebut iBlastoid.

iBlastoids memodelkan keseluruhan genetika dan arsitektur blastokista manusia, termasuk struktur seperti massa sel internal yang terdiri dari sel-sel mirip epiblast yang dikelilingi oleh lapisan luar sel mirip trofectoderm dan rongga mirip blastokel.

Pada embrio manusia, epiblast terus berkembang menjadi embrio sendiri saat trofectoderm menjadi plasenta. Namun, “iBlastoid tidak sepenuhnya identik dengan blastokista. Misalnya, blastokista awal tertutup di area pellucida, selaput yang berasal dari sel telur yang berinteraksi dengan sperma selama proses pembuahan dan kemudian menghilang. Karena iBlastoid berasal dari fibroblas dewasa, mereka tidak memiliki zona pelusida, ”ujarnya.

Peneliti IBlastoid

Dari kiri ke kanan: Jia Tang, Jose Polo, Xiaodong (Ethan) Liu. Kredit: Universitas Monash

Penulis utama dari Alam Dr. Xiaodong (Ethan) Liu, seorang mahasiswa PhD di Polo Laboratory, mengatakan bahwa “hanya ketika semua data dikumpulkan dan menunjuk ke tempat yang sama, kami dapat percaya bahwa kami telah membuat penemuan seperti itu.”

Rekan penulis Polo dan mahasiswa PhD Jia Ping Tang menambahkan: “Kami benar-benar kagum bahwa sel-sel kulit dapat diprogram ulang menjadi struktur sel mirip blastokista 3D ini.”

Studi ini diterbitkan saat International Society for Stem Cell Research akan menerbitkan pedoman untuk penelitian pemodelan embrio manusia secara in vitro mengikuti laporan tahun 2017 dan 2018 tentang generasi tikus “blastoid” in vitro oleh para ilmuwan dari Inggris dan Belanda, serta kemajuan dalam generasi sel induk manusia yang mereproduksi aspek perkembangan embrio awal. Pedoman ini diharapkan muncul awal tahun ini.

Tidak diketahui apakah pedoman baru akan mengacu pada studi yang diterbitkan hari ini di Nature, yang merupakan yang pertama menciptakan model sel induk terintegrasi yang sangat mirip dengan takdir utama dan keputusan spasiotemporal yang dibuat oleh embrio manusia purba. Namun, dalam artikel yang diterbitkan di Laporan sel induk Februari lalu (2020), Society menyatakan bahwa “jika model seperti itu dapat dikembangkan untuk embrio manusia purba, mereka akan memiliki potensi manfaat yang besar untuk memahami perkembangan manusia purba, ilmu biomedis dan mengurangi penggunaan hewan dan embrio manusia dalam penelitian. Namun, saat ini pedoman untuk perilaku etis dari aktivitas ini tidak didefinisikan dengan baik. “

Meskipun tidak ada preseden hukum untuk bekerja dengan model sel induk blastosist yang terintegrasi dengan manusia, seperti iBlastoids, semua eksperimen telah disetujui oleh Monash University Human Ethics sesuai dengan hukum Australia dan pedoman internasional mengenai “aturan vena primitif”. Yang menyatakan bahwa blastokista tidak dapat dibiakkan setelah perkembangan pita primitif, suatu struktur transisi yang muncul pada hari ke-14 perkembangan embrio.

Menurut rekomendasi legislatif ini, meskipun iBlastoid berbeda dari blastokista, laboratorium Polo tidak membudidayakan iBlastoidnya setelah hari ke-11 secara in vitro dan mereka dipantau secara ketat untuk kemunculan gen primitif yang terkait dengan belang.

Infertilitas dan keguguran dapat disebabkan oleh embrio manusia tahap awal yang gagal ditanamkan atau gagal berkembang selama implantasi. Ini terjadi dalam 2 minggu pertama setelah pembuahan, ketika wanita bahkan tidak tahu bahwa mereka hamil. Keguguran “diam-diam” ini kemungkinan besar merupakan porsi yang signifikan dari jumlah total keguguran, dan menurut Profesor Polo, generasi iBlastoids menyediakan sistem model yang akan memungkinkan wawasan pada tahap awal kehamilan ini.

Profesor Ross Kopel, wakil dekan untuk penelitian di Monash University School of Medicine, mencatat bahwa penemuan ini akan memungkinkan pengembangan metode IVF yang canggih, pengembangan protokol terapi gen embrio, dan metode skrining yang lebih baik dan lebih informatif untuk obat baru.

“Dengan penelitian lebih lanjut dan sumber daya yang sesuai, penemuan ini dapat membuka industri yang sama sekali baru bagi Australia dan internasional,” katanya.

Referensi: “Pemodelan blastosis manusia dengan pemrograman ulang fibroblast di iBlastoids” oleh Xiaodong Liu, Jia Ping Tan, Jan Schröder, Asma Aberkane, John F. Ouyang, Monika Mohenska, Sue Mei Lim, Yu BY Sun, Joseph Chen, Guizhi Sun, Yichen Zhou, Daniel Pope, Ryan Lister, Amander T.Clark, Owen J. L. Rackham, Jennifer Zenker dan Jose M. Polo, 17 Maret 2021, Alam.
DOI: 10.1038 / s41586-021-03372-y

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Topan Super Surigae menyulut Pasifik

19 April 2021 Topan super mencapai intensitas ekstrem setahun lebih banyak daripada badai era satelit mana pun. Surigae tidak akan mendarat, tetapi topan yang muncul di...

Mekanisme fotoenzim kunci yang diuraikan

Kesan artis tentang katalisis enzimatik yang diusulkan dalam mekanisme fotodekarboksilase asam lemak (Sains 2021). Kredit: Damien Sorigué Pengoperasian enzim FAP, yang berguna untuk memproduksi...

DOE Mendorong Investasi A.S. yang Agresif dalam Energy Fusion

Sinar laser energi tinggi NIF berkumpul di target di tengah kamera target. Keberhasilan mendapatkan penyalaan fusi akan menjadi langkah maju yang besar dalam...

Fisikawan menciptakan bit kuantum yang dapat mencari materi gelap

Sebuah qubit (persegi panjang kecil) dipasang pada tingkat kebiruan, yang berada di atas jari untuk menunjukkan skala. Ilmuwan di Farmland Universitas Chicago menggunakan...

Ahli paleontologi memperkirakan bahwa 2,5 miliar T. rex menjelajahi Bumi selama periode Kapur

Untuk semua mereka yang terlambatKapur Menurut sebuah studi baru, jumlah total tyrannosaurus yang pernah hidup di Bumi adalah sekitar 2,5 miliar individu, di mana...

Newsletter

Subscribe to stay updated.