Wetenschap
Foetale cellen zijn terug te voeren tot de eerste dag van de embryonale ontwikkeling
Hoewel ruim 8 miljoen baby's zijn geboren via in-vitrofertilisatie (IVF), mislukt 70% van de IVF-implantaties. Omdat IVF een steeds gebruikelijker route naar zwangerschap wordt in gevallen van onvruchtbaarheid, is er behoefte aan een beter begrip van de embryonale ontwikkeling in dit vroege stadium.
Onderzoekers in het laboratorium van Caltech's Magdalena Zernicka-Goetz, Bren hoogleraar biologie en biologische engineering, bestuderen de biologische processen die ten grondslag liggen aan de vroegste dagen van de menselijke ontwikkeling.
Nu toont een nieuwe studie van het Zernicka-Goetz-laboratorium aan dat wanneer menselijke embryo’s uit twee cellen bestaan, als ze slechts één dag oud zijn, slechts één van deze cellen naast de placentacellen de meeste lichaamscellen van de foetus zal aanmaken, terwijl de andere zal alleen placentacellen aanmaken.
Het onderzoek verandert het al lang bestaande paradigma dat de twee cellen in dit stadium beide in gelijke mate bijdragen aan alle delen van het zich ontwikkelende embryo, wat suggereert dat 'specificatie' - het fenomeen dat cellen specifieke individuele rollen hebben - veel eerder in de ontwikkeling plaatsvindt dan eerder werd aangenomen.
De bevindingen hebben implicaties voor de manier waarop embryo's die bedoeld zijn voor IVF-implantatie, worden beoordeeld op afwijkingen.
"Vaak worden in een IVF-kliniek enkele placentacellen van de buitenkant van het zes dagen oude embryo geselecteerd voor een genetische diagnose om te bepalen of ze chromosomale afwijkingen hebben", zegt Zernicka-Goetz.
"Onze resultaten laten zien dat, door extrapolatie, het onwaarschijnlijk is dat de cellen buiten de gekozen cellen bijdragen aan het foetale lichaam. De genetische informatie van die cellen is mogelijk niet zo informatief als het bemonsteren van de foetale cellen zelf."
Een artikel waarin het onderzoek wordt beschreven, werd op 13 mei gepubliceerd in het tijdschrift Cell .
Het één dag oude menselijke embryo bestaat uit slechts twee cellen, elk een blastomeer genoemd. Met behulp van embryo's die waren gedoneerd voor onderzoek door IVF-klinieken, labelde het team blastomeren met een gekleurde kleurstof en gebruikte vervolgens time-lapse-beeldvorming om te zien hoe de cellen zich in de loop van zes dagen verdeelden.
Nieuwe cellen droegen dezelfde kleurstof als hun oudercel. Door dit proces stelde het team vast dat de lichaamscellen van de foetus uitsluitend uit één enkele blastomeer voortkwamen, terwijl de cellen uit de placenta uit beide voortkwamen.
"Onze studie is niet alleen waardevolle informatie voor het verbeteren van IVF, maar maakt ook deel uit van een grote hoeveelheid onderzoek naar evolutionaire processen in het lichaam", zegt postdoctoraal onderzoeker Sergi Junyent, co-eerste auteur van het nieuwe artikel.
"Het bestuderen van hoe verschillende cellijnen zich bevolken uit originele cellen heeft implicaties voor het begrijpen van wat er gebeurt na mutaties, hoe ze tot kanker leiden, enzovoort."