Επιστήμονες που μελετούν τα δεδομένα γονιδιακής δραστηριότητας του πρώιμου ανθρώπινου εμβρύου ανακάλυψαν έναν παραγνωρισμένο τύπο κυττάρου που αυτοκαταστρέφεται μέσα σε λίγες ημέρες από τον σχηματισμό του, ως μέρος μιας διαδικασίας ποιοτικού ελέγχου για την προστασία του αναπτυσσόμενου εμβρύου. Τα ευρήματα δίνουν πληροφορίες για το τι συμβαίνει στα πρώτα στάδια της ζωής μετά τη γονιμοποίηση, οι οποίες θα μπορούσαν στο μέλλον να βοηθήσουν στη βελτίωση των θεραπειών εξωσωματικής γονιμοποίησης ή αναγεννητικής ιατρικής.
Μια νέα μελέτη από μια διεθνή ομάδα επιστημόνων, μεταξύ των οποίων και ερευνητές του Πανεπιστημίου του Bath, διαπιστώνει ότι η πρώιμη ανάπτυξή μας στη μήτρα μπορεί να είναι μάλλον διαφορετική από ό,τι πάντα υποθέταμε.
Ενώ οι ενήλικες άνθρωποι αποτελούνται από τρισεκατομμύρια κύτταρα, όλοι μας ξεκινήσαμε από ένα μόνο κύτταρο, το γονιμοποιημένο ωάριο. Αυτό διαιρείται για να γίνει 2 κύτταρα, τα οποία με τη σειρά τους διαιρούνται για να γίνουν τέσσερα, τα οποία γίνονται 8 κ.ο.κ. Κάποια στιγμή, τα κύτταρα αρχίζουν να εξειδικεύονται στη λειτουργία τους. Όπως τα τρένα που στέλνονται σε διαφορετικούς τερματικούς σταθμούς, ορισμένα θα παραπεμφθούν για να γίνουν ο πλακούντας, ενώ άλλα θα γίνουν το έμβρυο.
Αυτοκαταστρεφόμενο εμβρυϊκό κύτταρο
Η ομάδα των επιστημόνων ανέλυσε δεδομένα που είχαν δημοσιευθεί προηγουμένως σχετικά με τη γονιδιακή δραστηριότητα κάθε μεμονωμένου κυττάρου από έμβρυα 5 ημερών και ανακάλυψε ότι περίπου το ένα τέταρτο των κυττάρων δεν ταίριαζε στο προφίλ κανενός από τους γνωστούς κυτταρικούς τύπους (προ-εμβρύου, προ-πλακούντα κ.λπ.). Ερευνώντας περαιτέρω, ανακάλυψαν ότι τα κύτταρα αυτά περιείχαν τα λεγόμενα “νεαρά μεταθετά στοιχεία” ή “γονίδια άλματος”. Πρόκειται για κακόβουλα στοιχεία του DNA που μπορούν να αντιγράψουν τον εαυτό τους και να εισαχθούν πίσω στο DNA μας, προκαλώντας συχνά βλάβες κατά τη διαδικασία. Η χρώση των εμβρύων από τους συνεργάτες του προγράμματος στην Ισπανία επιβεβαίωσε την ύπαρξη των κυττάρων με πρωτεΐνες που προέρχονται από τα γονίδια άλματος. Κοιτάζοντας λίγο πιο μπροστά στο χρόνο, η ομάδα διαπίστωσε ότι οι απόγονοί τους έχουν και οι δύο βλάβες στο DNA και υποβάλλονται σε μια διαδικασία προγραμματισμένου κυτταρικού θανάτου.
Μηχανισμός ποιοτικού ελέγχου
Η διαδικασία αυτή, προτείνουν οι ερευνητές, μοιάζει με μια μορφή ποιοτικού ελέγχου: επιλογή μεταξύ των κυττάρων υπέρ των καλών. Η Δρ Zsuzsanna Izsvak, συν-συγγραφέας από το Κέντρο Max Delbrück και ειδικός στο κινητό DNA, δήλωσε: “Οι άνθρωποι, όπως και όλοι οι οργανισμοί, παλεύουν ένα ατελείωτο παιχνίδι γάτας και ποντικιού με αυτά τα επιβλαβή γονίδια άλματος”. Και συμπλήρωσε: “Ενώ προσπαθούμε να καταστείλουμε αυτά τα γονίδια άλματος με κάθε δυνατό μέσο, πολύ νωρίς στην ανάπτυξη είναι ενεργά σε ορισμένα κύτταρα, πιθανότατα επειδή δεν μπορούμε να θέσουμε σε λειτουργία τις γενετικές μας άμυνες αρκετά γρήγορα”.
Ο συν-επικεφαλής συγγραφέας καθηγητής Laurence Hurst, από το Κέντρο Εξέλιξης Milner του Πανεπιστημίου του Bath, δήλωσε: “Εάν ένα κύτταρο υποστεί βλάβη από τα γονίδια άλματος -ή οποιοδήποτε άλλο είδος σφάλματος, όπως το να έχει πολύ λίγα ή πάρα πολλά χρωμοσώματα- τότε το έμβρυο είναι καλύτερα να αφαιρέσει αυτά τα κύτταρα και να μην τα αφήσει να γίνουν μέρος του αναπτυσσόμενου μωρού.
Και συνέχισε λέγοντας: “Είμαστε συνηθισμένοι στην ιδέα της φυσικής επιλογής που ευνοεί έναν οργανισμό έναντι ενός άλλου. Αυτό που βλέπουμε μέσα στα έμβρυα μοιάζει επίσης με την επιβίωση του ισχυρότερου, αλλά αυτή τη φορά μεταξύ σχεδόν πανομοιότυπων κυττάρων. Φαίνεται ότι ανακαλύψαμε ένα νέο μέρος του οπλοστασίου μας κατά αυτών των επιβλαβών γενετικών συστατικών”.
Χρησιμοποιώντας παλιούς γενετικούς εχθρούς για την καταπολέμηση νέων
Αντίθετα, τα δεδομένα των μεμονωμένων κυττάρων έδειξαν ότι τα βασικά κύτταρα που θα αποτελέσουν το έμβρυο (η εσωτερική κυτταρική μάζα ή ICM) δεν περιέχουν γονίδια άλματος, αλλά αντίθετα, εκφράζουν ένα γονίδιο που μοιάζει με ιό και ονομάζεται ανθρώπινος ενδογενής ιός H. Αυτό βοηθά στην καταστολή των νέων γονιδίων άλματος στην εσωτερική κυτταρική μάζα, ταιριάζοντας με ένα αναδυόμενο μοτίβο ότι χρησιμοποιούμε τους παλιούς γενετικούς εχθρούς μας για να καταπολεμήσουμε τους νέους.
Οι συγγραφείς προτείνουν ότι αν η διαδικασία ελέγχου ποιότητας είναι πολύ ευαίσθητη, το έμβρυο στο σύνολό του μπορεί να πεθάνει. Αυτό θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί ορισμένες μεταλλάξεις στο σύστημά μας για την ανίχνευση βλαβών στα πρώιμα έμβρυα σχετίζονται επίσης με την υπογονιμότητα.
