Även om mer än 8 miljoner barn har fötts genom provrörsbefruktning (IVF), misslyckas 70 % av IVF-implantationerna. Eftersom IVF blir en vanligare väg till graviditet i fall av infertilitet, finns det ett behov av bättre förståelse för embryonal utveckling i detta tidiga skede.
Forskare vid Caltechs laboratorium Magdalena Zernicka-Goetz, Bren-professor i biologi och biologisk teknik, studerar de biologiska processer som ligger till grund för de tidigaste dagarna av mänsklig utveckling.
Nu visar en ny studie från Zernicka-Goetz-labbet att när mänskliga embryon består av två celler, bara en dag gammal, kommer bara en av dessa celler att skapa de flesta av fostrets kroppsceller förutom placentaceller, medan den andra kommer bara att skapa placentaceller.
Forskningen förändrar det långvariga paradigmet att de två cellerna i detta skede båda bidrar lika till alla delar av det utvecklande embryot, vilket tyder på att "specifikation" - fenomenet med celler som har specifika individuella roller - sker mycket tidigare i utvecklingen än vad man tidigare trott.
Fynden har implikationer för hur embryon avsedda för IVF-implantation bedöms för avvikelser.
"I en IVF-klinik kommer ofta några placentaceller från utsidan av det 6 dagar gamla embryot att väljas ut för en genetisk diagnos för att avgöra om de har kromosomavvikelser", säger Zernicka-Goetz.
"Våra resultat visar att, genom extrapolering, är det osannolikt att de externa celler som väljs kommer att bidra till fostrets kropp. Den genetiska informationen från dessa celler kanske inte är lika informativ som att ta prover på själva fostercellerna."
En artikel som beskriver forskningen publicerades den 13 maj i tidskriften Cell .
Det 1-dag gamla mänskliga embryot består av bara två celler, var och en kallad en blastomer. Med hjälp av embryon som donerats för forskning av IVF-kliniker, märkte teamet blastomerer med ett färgat färgämne, och använde sedan time-lapse-avbildning för att se hur cellerna delade sig under sex dagar.
Nya celler bar samma färg som deras modercell. Genom denna process fastställde teamet att fosterkroppsceller uteslutande härrörde från en enda blastomer, medan placentaceller kom från båda.
"Förutom att vår studie är värdefull information för att förbättra IVF är vår studie en del av en stor mängd forskning om evolutionära processer i kroppen", säger postdoktorn Sergi Junyent, en av de första författare till den nya artikeln.
"Att studera hur olika cellinjer befolkas från ursprungliga celler har implikationer för att förstå vad som händer efter mutationer, hur de leder till cancer och så vidare."
Mer information: Sergi Junyent et al., De två första blastomererna bidrar ojämnt till det mänskliga embryot, Cell (2024). DOI:10.1016/j.cell.2024.04.029
Journalinformation: Cell
Tillhandahålls av California Institute of Technology
