Tvrdnje naučnika da su razvili najnaprednije sintetičke ljudske embrije, uzgojene do stepena koji je ekvivalentan prirodnom embriju starom 14 dana, izazvale su kontroverze u ovom području. Za stvaranje ovih embrija nisu bile potrebni ni spermatozoidi ni jajne ćelije.

Dva rada, postavljena na preprint platformi bioRxiv u junu 2023 (preprint 1 i preprint 2) pokrenuli su pitanja oko statusa ljudskih embrija i sličnih struktura uzgojenih u laboratoriji. Jedan tim je predvodila Magdalena Zernicka-Goetz sa Univerziteta u Cambridgeu, Ujedinjeno Kraljevstvo, a drugi Jacob Hann s Weizmann Instituta za nauku u Rehovotu, Izrael. Obje su istraživačke grupe prethodno predstavile svoje nalaze na naučnim skupovima.

Oba tima dopustila su dobijenim strukturama nalik embriju da se same “sklope” iz ljudskih embrionalnih matičnih ćelija, od kojih su neke pretvorene u tipove ćelija koje nalikuju matičnim ćelijama koje tvore placentu i ćelijama koje tvore žumanjčanu vrećicu izvan embrija.

Istraživači kažu da dobiveni modeli embrija pokazuju strukture i profile transkripcije gena koji se nalaze u ljudskim embrijima između 6 i 14 dana nakon oplodnje — do početka faze koja se naziva gastrulacija, kada se ćelije koje će formirati embrij organiziraju u sloj između amnionske šupljine i žumanjčane vrećice. U ovoj fazi neke primitivne strukture koje zapravo usmjeravaju razvoj embrija.

Naime, normalni embrionalni razvoj počinje kada spermij oplodi jajnu ćeliju, nakon čega dolazi do formiranja strukture koja se naziva blastocista.

Blastocista je ključna faza jer otprilike u to vrijeme se embrij počinje implantirati u maternicu što je početak trudnoće. Tokom dana koji slijede, embrij prolazi kroz daljnji razvoj, stvarajući različite ćelije koje će na kraju postati potpuno formirana beba.

Otprilike do 14. dana embrij je prošao kroz proces koji se naziva gastrulacija, u kojem se formira osnovni obrazac tijela. Također, embrio star 14 dana je standard u izučavanju ljudskih embrija – samo toliko se embriji mogu držati živima.

Međutim, kod sintetičkih embrija nema spajanja spermija i jajne ćelije. Oni se kreiraju tako što se matične ćelije reprogramiraju.

Ovi modeli embrija rasli su dok nisu nalikovali embriju 14 dana nakon oplodnje, što je zakonska granica za ova istraživanja u mnogim zemljama.

Građa umjetnog embrija ima mnogo detalja koji bi se mogli prepoznati pod mikroskopom, od trofoblasta do šupljina koje bi hranile bebu.

Svaki dio je bio savršeno repliciran, sve do ćelija odgovornih za pozitivan test trudnoće. Kada je tim s Weizmanna primijenio izlučevine iz tih ćelija na komercijalni test za trudnoću, test je bio pozitivan. 

Strukture, izrađene od ljudskih matičnih ćelija, pružaju velike mogućnosti proučavanja embrionalnog razvoja u kasnijim fazama nego ikad prije. Ali nisu svi sretni s tim novim mogućnostima.

Do sada nitko nije napravio modele embrija koji se mogu razviti u ljudska bića. Kritičari kažu da se najnoviji model embrija ne može smatrati analognim pravim 14-dnevnim embrijima. Neki istraživači kažu da je potrebna revidirana definicija embrija. Drugi misle da je svrha sintetičkih embrija zaobići ograničenja istraživanja embrija, koja zabranjuju korištenje prirodnih ljudskih embrija starijih od 14 dana. Treći smatraju kako su ove strukture dobar model za izučavanje uzroka spontanih pobačaja i neplodnosti.

Trenutno nema dokaza da se ovakvi embriji mogu razviti u maternici. Nedavna kineska studija na majmunima otkrila je da se modeli embrija izvedeni iz matičnih stanica majmuna nisu mogli razviti duže od nekoliko dana u maternici.