En un nou estudi, investigadors de la Universitat de Ciència i Tecnologia de Kunming, Xina; Universitat Agrícola de la Xina, Xina; l'Acadèmia Xinesa de Ciències; i el Centre Mèdic Southwestern de la Universitat de Texas han desenvolupat un nou sistema de cultiu que co-cultiva cèl·lules mare embrionàries (ESC) i cèl·lules mare extraembrionàries (ESC), que poden proporcionar informació sobre les causes de les malformacions congènites i els trastorns del desenvolupament primerenc. que té el potencial de proporcionar informació important sobre les causes de les malformacions congènites i els trastorns del desenvolupament precoç. Els resultats de l'estudi es van publicar en línia el 4 de desembre de 2023 a la revista Cell sota el títol "Dissecció de l'encreuament del llinatge embrionari i extraembrionari amb co-cultiu de cèl·lules mare". cultura. Els autors corresponents de l'article són els doctors Weizhi Ji i Tao Tan de la Universitat de Ciència i Tecnologia de Kunming i el doctor Jun Wu de la Universitat de Texas Southwestern Medical Center.
El doctor Wu va dir: "Aquestes troballes demostren avenços significatius en la biologia de les cèl·lules mare i del desenvolupament mitjançant el desenvolupament d'un sistema de cultiu de cèl·lules mare unificades. L'ús d'aquest nou sistema no només aprofundeix en la nostra comprensió de les interaccions entre cèl·lules embrionàries i extraembrionàries durant l'embriogènesi, però també posa les bases per a la construcció de models més precisos de desenvolupament embrionari i protocols millorats de diferenciació de cèl·lules mare".
A més d'esbrinar noves condicions de creixement unificades per a cèl·lules mare embrionàries i extraembrionàries, aquest nou estudi revela interaccions clau entre diferents tipus de cèl·lules embrionàries i extraembrionàries, com l'efecte inhibidor de les cèl·lules endoderm extraembrionàries sobre el creixement de cèl·lules pluripotents, i subratlla la importància de comunicació intercel·lular durant l'embriogènesi. L'estudi també identifica factors comuns i únics implicats en la regulació de les cèl·lules mare endodèrmiques extraembrionàries en diferents espècies.
El Dr. Wu va assenyalar: "Aquest estudi fonamental de la biologia de les cèl·lules mare té el potencial de proporcionar informació important sobre les causes de les malformacions congènites i els trastorns del desenvolupament primerenc. Els coneixements derivats d'aquest estudi assenten les bases per a possibles estratègies preventives i terapèutiques per a aquests trastorns. "
Yulei Wei, primer autor de l'article i professor de l'Escola de Ciències Biològiques de la Universitat Agrícola de la Xina, va dir: "En general, la capacitat d'imitar l'entorn embrionari natural in vitro podria avançar molt l'estudi del desenvolupament humà primerenc i les malalties, potencialment. donant lloc a noves estratègies terapèutiques i preventives".
Imatge de Cell, 2023, doi:10.1016/j.cell.2023.11.008.
Aquestes noves troballes es basen en esforços de recerca anteriors al laboratori del Dr. Wu, que van contribuir a la investigació bàsica i translacional per generar noves cèl·lules mare. Els científics han identificat diverses noves cèl·lules mare pluripotents (PSC) de diferents espècies amb diferents perfils moleculars i fenotípics, i han generat quimeres interespècies derivades de PSC i sistemes complementaris de blastocists per generar òrgans i teixits. Recentment, l'equip del Dr. Wu va desenvolupar estratègies per construir models d'embrions de cèl·lules mare per a estudis in vitro del desenvolupament perinatal.
En un estudi publicat a la revista Cell Stem Cell el 2021, el laboratori del Dr. Wu va idear un mètode de cultiu per generar estats intermedis de cèl·lules mare pluripotents a partir de blastòmers de ratolí i equins (Cell Stem Cell, 2021, doi:10.1016/j.stem.2020.11). .003). Aquest nou estudi va trobar que es poden utilitzar les mateixes condicions de cultiu per obtenir cèl·lules mare embrionàries i cèl·lules mare extraembrionàries, com ara cèl·lules mare del trofoblast i cèl·lules mare de l'endoderm extraembrionari, a partir de blastòmers de ratolí i primats.
Aquest nou estudi afavoreix la investigació del laboratori del Dr. Wu sobre les interaccions entre teixits embrionaris i extraembrionaris durant el desenvolupament primerenc dels mamífers mitjançant models embrionaris basats en cèl·lules mare. Estudis anteriors han desenvolupat amb èxit models de cèl·lules mare de l'embrió primerenc de mamífers, incloses estructures semblants a blastocists (anomenades embrions semblants a blastocists) en ratolins, vaques i humans, així com estructures semblants a la proto-gastrulació perifèrica humana (peri-gastrulació) (anomenats embrions semblants a la protogastrulació perifèrica humana).
Aquests descobriments tenen el potencial d'afectar la investigació i els enfocaments terapèutics per a una sèrie de trastorns, especialment aquelles malalties i àrees relacionades amb (1) trastorns del desenvolupament: entendre la relació coordinada entre els teixits embrionaris i extraembrionaris pot il·luminar les malformacions congènites i els trastorns del desenvolupament. que es produeixen durant el desenvolupament embrionari primerenc; (2) anomalies placentàries: la comprensió de les cèl·lules mare trofoblàstiques que contribueixen a la formació de la placenta podria millorar la comprensió de les anomalies placentàries com la preeclàmpsia o el despreniment de la placenta; (3) medicina regenerativa: la capacitat de co-cultivar cèl·lules mare embrionàries i extraembrionàries promou el desenvolupament de l'enginyeria de teixits i l'organització d'òrgans, que poden ser beneficioses per al tractament de malalties que requereixen regeneració de teixits; i (4) investigació del càncer: com que alguns càncers impliquen vies de senyalització que són comunes a la regulació de les cèl·lules mare, com ara FGF, TGF- i WNT, el nou estudi pot ajudar a entendre el creixement i el desenvolupament del tumor. l'estudi pot contribuir a la comprensió del creixement del tumor i la metàstasi; (5) Salut reproductiva: aquest nou estudi pot millorar la comprensió del desenvolupament embrionari precoç i els processos d'implantació, avançant així en el desenvolupament de tractaments de fertilitat.
