Egy európai kutatócsoport őssejtekből gasztruloidáknak nevezett sejtcsomókat hozott létre, amelyekkel először sikerült modellezni, hogyan kezd térben alakot ölteni az embrió teste. A sejtcsomókban a szívhez és az idegrendszerhez hasonló kezdemények kezdtek kialakulni, más létfontosságú szövetek előzményei ugyanakkor hiányoztak, így a gasztruloidákból semmiképpen sem alakulhattak volna ki életképes magzatok. A hasonló, az embrionális fejlődés új részleteire rávilágító modellek nagyon sokat segíthetnek annak felderítésében, hogy milyen okok állhatnak a korai vetélések és egyes fejlődési rendellenességek (például az örökletes szívproblémák és a nyitott gerinc) kialakulása mögött.

A modell révén felmérhetővé válhat, hogy az említett problémák hátterében mennyiben állnak örökletes, illetve környezeti tényezők. És mivel mindezek vizsgálata mesterségesen létrehozott, életképes magzat létrehozására nem képes sejtcsomók révén történik, egyelőre az etikai aggályok is mérsékeltebbek lehetnek. Ezek jelentősége azonban várhatóan ismét növekedni fog, ahogy a szakértők egyre „élethűbb” laborbeli biológiai modelleket hoznak létre.

Az emberi embriók fejlődésében jelentős ugrás következik be a harmadik héten, amikor az addig jobbára gömb formájú, homogén sejtcsomóban a sejtek differenciálódni kezdenek, és átrendeződnek, hogy megkezdődjön a különböző testrészek kialakulása. A bélcsíra vagy gasztruláció nevű állapotban a korábbi hólyagcsíra egy ponton betűrődik, az embrió megnyúlik, és elkezdenek kialakulni a csíralemezek.

Ezt a folyamatot, vagyis amikor a test egy hosszanti tengely köré kezd rendeződni, részleteiben még sosem látták a kutatók. Az anyai testben ugyanis ebben a fázisban nem nagyon vizsgálható közelről az embrió, laborban pedig a legtöbb országban etikai okok miatt tilos az embriókat 14 napnál hosszabb ideig növeszteni. Ezért van szükség a mostanihoz hasonló modellekre, amelyek nem élő embriók ugyan, de ezekhez hasonlóan fejlődnek.

Az új modellt brit és holland kutatók hozták létre, és az általuk kreált sejtcsomók először demonstrálják laborkörülmények között, hogy mi történik a fogantatás utáni 18–21. nap környékén, amikor a test elnyeri alapvető formáját, és későbbi szöveteinek előzményei is elkülönülnek. Ebben az időszakban intenzív sejtvándorlás és specializálódás zajlik, és az elkülönülő sejtek a hosszanti tengely mentén szimmetrikusan rendeződnek el.

Számos olyan betegség van, amely a bélcsíra kialakulása során bekövetkezett hibákból adódik, például a gerinc többfajta rendellenessége is ide köthető. A szakértők azt remélik, hogy a gasztruloidákon való kísérletek révén fényt deríthetnek arra, hogy mi okozza ezeket a problémákat.

A kutatócsoport előzőleg egerek őssejtjeiből hozott létre hasonló sejtcsomókat, majd öt év alatt sikerült adaptálniuk a rágcsálókon kifejlesztett technológiákat az emberi sejtekre. A gasztruloidák egy körülbelül 400 sejtből álló, kompakt sejtcsomóból fejlődnek ki, amelyek megfelelő körülmények között az esetek 70 százalékában spontán elkezdik imitálni a gasztruláció térbeli és differenciációs lépéseit. A 21 napos emberi embriónak megfeleltethető állapotot mindössze 3 nap alatt érik el, majd 4 napon belül össze is omlik a létrejött struktúra.

A következő években várhatóan még realisztikusabb modellek születhetnek, például a méhlepény sejtjeinek hozzáadása révén. A szakértők szerint továbbá nincs messze a szívműködést mutató gasztruloidák létrehozása sem, az emberi méhben ugyanis az embrió szíve a 22. nap környékén kezd dobogni. És bár az agy egyelőre hiányzik a formálódó szövetek sorából, a kutatók úgy vélik, hogy bizonyos molekuláris jelzések manipulálása révén ennek a szervnek a kezdeményeit is létre tudják majd hozni.