Mysi zarodek, różnicując się wstępnie, jeszcze przed implantacją tworzy trzy pierwotne linie komórkowe - epiblast, prymitywną endodermę i trofoektodermę. Nie wiadomo jednak dokładnie, od którego momentu los komórek zostaje ostatecznie przypisany do wymienionych ścieżek rozwojowych. Zespół profesora Tarkowskiego badał tę kwestię, próbując hodowli pojedynczych blastomerów wyizolowanych z 16- i 32-komórkowych embrionów.

Kluczowy moment w rozwoju zarodka to wytworzenie z grudkowatej moruli pęcherzykowatego tworu- czyli blastuli- poprzez wydzielenie trofoektodermy (TE)- zewnętrznej warstwy komórek odpowiedzialnych za kontakt z tkankami macicy, wewnątrz której, w jednym z biegunów pęcherzyka kształtuje się wewnętrzna masa komórkowa budowana przez hipoblast (złożony z prymitywnej endodermy i tworzący później pęcherzyk żółtkowy o funkcjach odżywczych) wyściełający jamę pęcherzyka i leżący "dojamowo" epiblast, z którego docelowo powstanie płód. Te trzy warstwy charakteryzuje ekspresja specyficznych czynników transkrypcyjnych niezbędnych w procesie różnicowania. Za jeden z istotniejszych takich czynników powiązany z przekierowywaniem komórek do pełnienia funkcji trofoektodermy uważa się na przykład białko Cdx2, podczas gdy np. białko Oct4, obecne od początku na wszystkich komórkach embrionalnych stopniowo zanika wraz ich różnicowaniem, pozostając wpierw jedynie na wewnętrznej masie zarodka, a ostatecznie- tylko na epiblaście, warunkując jego dalszą plastyczność rozwojową. Dotychczasowe badania, choć wniosły wiele do wiedzy embriologicznej, nie wyjaśniły, od którego dokładnie momentu rozwoju przedimplantacyjnego blastomery mysiego zarodka można uznać za definitywnie zdeterminowane jako zewnętrzne (trofoektodermalne) lub wewnętrzne, a później- które spośród tych wewnętrznych stają się nieodwracalnie hipo-, a które- epiblastem. Jako że wstępna segregacja blastomerów na wewnętrzne i zewnętrzne pojawia się w stadium 16-komórkowym, ten właśnie etap naukowcy uznali za dobry moment do próby wydzielenia pojedynczych komórek celem zbadania ich potencjału.

Uważa się, że rozdzielone komórki 16- i 32-komórkowych zarodków nie są już totipotencjalne- nie rozwinie się już z nich w pełni samodzielnie mysz, zespół badawczy jednak podjął nieco zmodyfikowane zagadnienie:  czy komórki te nadal można uznać za pluripotencjalne- czy po wsparciu ich przez szkielet z odpowiednio spreparowanych komórek nośnikowych (odpowiednio przygotowane hodowlane tetraploidalne blastomery) będą takie wyizolowane blastomery w stanie uformować organizm dorosłej, funkcjonalnej myszy. Otóż okazało się, że jest to możliwe. Komórki pobrane z dowolnie zlokalizowanych obszarów blastuli zdołały się w warunkach eksperymentalnych zróżnicować w kierunku wszystkich trzech głównych linii rozwojowych.  Uzyskane myszy były genetycznie identyczne z użytymi wydzielonymi z pierwotnego zarodka blastomerami (po izolacji komórek z 16-komórkowych zarodków jedynie jeden spośród wyhodowanych osobników miał niewielką domieszkę genetyczną zastosowanych komórek nośnikowych), zdrowe i płodne; opisana metoda pozwoliła także wyhodować mioty bliźniacze i czworacze. Komórki embrionów po kolejnym (piątym) podziale miały już dużo mniejszy potencjał rozwojowy, jednak również udało się uzyskać pojedyncze żywe płody. Wydaje się, że od tego właśnie momentu (zarodek 32-komórkowy) można mówić o niemal całkowitej determinacji zróżnicowania komórek- tylko sporadycznie obserwuje się nadal komórki pluripotencjalne, które zdołałyby wytworzyć nowy organizm. Zdolność ta zanika ostatecznie w embrionie 64-komórkowym (w przypadku myszy jest to czas 4-4,5 dni od zapłodnienia).  Nieco później komórki wewnętrznej części blastocysty stopniowo tracą dowolność różnicowania się w struktury płodowe i pozapłodowe.

Źródło:
Andrzej K. Tarkowski, Aneta Suwińska, Renata Czołowska, Wacław Ożdżeński: Individual blastomeres of 16- and 32-cell mouse embryos are able to develop into foetuses and mice. Developmental Biology 348 (2010) 190-198.
Abstrakt

[Paulina Łopatniuk]