Fosterceller kan spores tilbage til den første dag af embryonal udvikling

Selvom mere end 8 millioner babyer er blevet født gennem in vitro fertilisering (IVF), mislykkes 70 % af IVF-implantationerne. Da IVF er ved at blive en mere almindelig vej til graviditet i tilfælde af infertilitet, er der behov for bedre forståelse af embryonal udvikling på dette tidlige stadium.

Forskere i laboratoriet hos Caltechs Magdalena Zernicka-Goetz, Bren-professor i biologi og biologisk teknik, studerer de biologiske processer, der ligger til grund for de tidligste dage af menneskelig udvikling.

Nu viser en ny undersøgelse fra Zernicka-Goetz laboratoriet, at når menneskelige embryoner er sammensat af to celler, kun 1 dag gamle, vil kun én af disse celler skabe de fleste af fosterets kropsceller ud over placentaceller, mens den anden vil kun skabe placentaceller.

Forskningen ændrer det langvarige paradigme om, at de to celler på dette stadium begge bidrager ligeligt til alle dele af det udviklende embryo, hvilket tyder på, at "specifikation" - fænomenet med celler, der har specifikke individuelle roller - sker meget tidligere i udviklingen end tidligere antaget.

Resultaterne har betydning for, hvordan embryoner beregnet til IVF-implantation vurderes for abnormiteter.

"I en IVF-klinik vil nogle få placentaceller fra ydersiden af ​​det 6-dage gamle embryo blive udvalgt til en genetisk diagnose for at afgøre, om de har kromosomale abnormiteter," siger Zernicka-Goetz.

"Vores resultater viser, at ved ekstrapolering er det usandsynligt, at de udvalgte eksterne celler bidrager til fostrets krop. Den genetiske information fra disse celler er muligvis ikke så informativ som at prøve selve fostercellerne."

Et papir, der beskriver forskningen, blev offentliggjort den 13. maj i tidsskriftet Cell .

Det 1-dag gamle menneskelige embryo er sammensat af kun to celler, hver kaldet en blastomer. Ved at bruge embryoner doneret til forskning af IVF-klinikker mærkede holdet blastomerer med et farvet farvestof og brugte derefter time-lapse-billeddannelse til at se, hvordan cellerne delte sig i løbet af seks dage.

Nye celler bar samme farvefarve som deres modercelle. Gennem denne proces fastslog holdet, at føtale kropsceller udelukkende stammede fra en enkelt blastomer, mens placentaceller kom fra begge.

"Ud over at være værdifuld information til at forbedre IVF, er vores undersøgelse en del af en stor mængde forskning i evolutionære processer i kroppen," siger postdoc-forsker Sergi Junyent, en co-første forfatter på det nye papir.

"At studere, hvordan forskellige cellelinjer befolkes fra originale celler, har implikationer for at forstå, hvad der sker efter mutationer, hvordan de fører til kræft, og så videre."

Flere oplysninger: Sergi Junyent et al., De to første blastomerer bidrager ulige til det menneskelige embryo, Celle (2024). DOI:10.1016/j.cell.2024.04.029

Journaloplysninger: Celle

Leveret af California Institute of Technology