Oamenii de știință au descoperit „un buton de pauză” în dezvoltarea umană

La unele mamifere, momentul dezvoltării embrionare, care în mod normal este continuă, poate fi modificat pentru a crește șansele de supraviețuire atât pentru embrion, cât și pentru mamă.

Acest mecanism de încetinire temporară a dezvoltării, denumit diapauză embrionară, are loc adesea în stadiul de blastocist, chiar înainte de implantarea embrionului în uter. În timpul diapauzei, embrionul rămâne în plutire liberă, iar sarcina este prelungită. Această stare latentă poate fi menținută timp de săptămâni sau luni înainte de reluarea dezvoltării, atunci când condițiile sunt favorabile.

• Un nou studiu dezvăluie cum au jucat cometele un rol „major” în apariția vieții pe Pământ
• De la nopți obositoare, la coșmaruri: cum ne dă peste cap consumul de alcool

Deși nu toate mamiferele utilizează această strategie de reproducere, capacitatea de a întrerupe dezvoltarea poate fi declanșată experimental. Întrebarea dacă celulele umane pot răspunde la declanșarea pauzei a rămas deschisă.

Acum, un studiu realizat de laboratoarele lui Aydan Bulut-Karslıoğlu de la Institutul Max Planck de Genetică Moleculară din Berlin și Nicolas Rivron de la Institutul de Biotehnologie Moleculară (IMBA) al Academiei Austriece de Științe din Viena, beneficiar al unei burse ERC, a identificat că mecanismele moleculare care controlează diapauza embrionară par să poată fi aplicate și în celulele umane.

Implicații pentru medicina reproductivă

În cadrul cercetărilor lor, oamenii de știință nu au efectuat experimente pe embrioni umani și au utilizat în schimb celule stem umane și modele de blastocite bazate pe celule stem, numite blastoizi. Acestea reprezintă o alternativă științifică și etică la utilizarea embrionilor pentru cercetare.

Cercetătorii au descoperit că modularea unei cascade moleculare specifice, calea de semnalizare mTOR, în aceste modele de celule stem induce o stare latentă remarcabil de asemănătoare cu diapauza.

„Calea mTOR este un regulator major al creșterii și progresiei dezvoltării în embrionii de șoarece„, spune Aydan Bulut-Karslioglu. „Atunci când am tratat celulele stem umane și blastoizii cu un inhibitor mTOR, am observat o întârziere a dezvoltării, ceea ce înseamnă că celulele umane pot desfășura mecanismul molecular pentru a provoca un răspuns asemănător diapazei”.

Această stare latentă este caracterizată printr-o diviziune celulară redusă, o dezvoltare mai lentă și o capacitate redusă de a se atașa la mucoasa uterină. În mod important, capacitatea de a intra în acest stadiu latent pare să fie limitată la o scurtă perioadă de dezvoltare.

Un mecanism de încetinire temporară a dezvoltării

„Calendarul de dezvoltare al blastoizilor poate fi întins în jurul stadiului de blastocist, care este exact stadiul în care diapauza funcționează la majoritatea mamiferelor”, spune primul autor comun Dhanur P. Iyer. În plus, această latență este reversibilă, iar blastoizii își reiau dezvoltarea normală atunci când calea mTOR este reactivată, scrie EurekAlert.

Autorii au concluzionat că oamenii, ca și alte mamifere, ar putea deține un mecanism inerent de încetinire temporară a dezvoltării lor, chiar dacă acest mecanism nu poate fi utilizat în timpul sarcinii. În ceea ce privește cercetarea fundamentală, se pune întrebarea dacă celulele umane și ale altor mamifere intră în stare latentă prin căi similare sau alternative și o folosesc în aceleași scopuri, de exemplu fie pentru a-și întrerupe, fie pentru a-și temporiza dezvoltarea și implantarea.

„Pe de o parte, se știe că o dezvoltare mai rapidă crește rata de succes a fertilizării in vitro (FIV), iar creșterea activității mTOR ar putea realiza acest lucru”, explică Nicolas Rivron.

În general, noile descoperiri oferă perspective neprevăzute asupra proceselor care guvernează dezvoltarea noastră timpurie, ceea ce ar putea deschide noi căi pentru îmbunătățirea sănătății reproductive.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Cum apare embrionul uman? Un studiu pe celule stem dezvăluie noi detalii

Cum au ajuns nanoplastice în inima unui embrion de găină?

Progres revoluționar: Oamenii de știință au creat embrioni umani sintetici

Premieră mondială: Cercetătorii chinezi au creat embrioni cu celule stem de la maimuțe