Μικροί μύες “σαύρας” που βρίσκονται στα αναπτυσσόμενα έμβρυα εξαφανίζονται πριν από τη γέννηση

Οι λεπτομερείς εικόνες 3D των εμβρύων αποκαλύπτουν ότι ορισμένοι μύες σχηματίζονται και στη συνέχεια εξαφανίζονται κατά την πρώιμη ανθρώπινη ανάπτυξη.

Στη μήτρα, οι αναπτυσσόμενοι άνθρωποι αναπτύσσουν επιπλέον μυς στα χέρια και τα πόδια τους που αργότερα εξαφανίζονται χωρίς ίχνος, οι επιστήμονες έχουν ανακαλύψει.

Οι προσωρινοί ιστοί, σύμφωνα με τους ερευνητές, μπορεί να είναι υπολείμματα από τους εξελικτικούς προγόνους μας. 

Οι μυστηριώδεις μύες μπορούν να βρεθούν σε τετράποδα ζώα με πιο δύσκολους αριθμούς από τους δικούς μας, εξήγησε ο συν-συγγραφέας  Rui Diogo, ένας εξελικτικός βιολόγος και ο παλίνιο βιοπαθολόγος στο Πανεπιστήμιο Howard στην Ουάσινγκτον. Πολλοί από τους μύες έρχονται σαν σαύρες, τα δάχτυλα των ποδιών, ενώ μερικά από αυτά εμφανίζονται σε θηλαστικά όπως οι χιμπαντζήδες, γνωστοί για τα εύκαμπτα πόδια τους. Ωστόσο, στους ανθρώπους, οι ιστοί είτε συγχωνεύονται σε άλλους μύες είτε συρρικνώνονται σε τίποτα πριν από τη γέννηση, σύμφωνα με τη μικρή μελέτη που δημοσιεύτηκε στις 1 Οκτωβρίου στο περιοδικό Development . 

Οι συγγραφείς υποδεικνύουν ότι ορισμένοι από τους παροδικούς μύες μπορεί να έχουν εξαφανιστεί από τους ενήλικους προγόνους μας πριν από 250 εκατομμύρια χρόνια, καθώς τα θηλαστικά άρχισαν να εξελίσσονται από ερπετά που μοιάζουν με θηλαστικά. Ωστόσο, δεδομένου του μικρού μεγέθους του δείγματος της μελέτης, παραμένει να δούμε αν αυτοί οι μύες εμφανίζονται σε όλα τα ανθρώπινα έμβρυα και τι μπορεί να σημαίνει για την ιστορία της ανθρώπινης εξέλιξης. 

Το χέρι ενός ανθρώπινου εμβρύου ηλικίας 10 εβδομάδων με αταστικούς (που σχετίζονται με έναν πρόγονο) μύες που ονομάζονται dorsometacarpales σημαίνονται. (Εικόνα: © Rui Diogo, Natalia Siomava και Yorick Gitton)

“Για μένα, η βασική προσέγγιση είναι η ιδέα ότι έχουμε υπεράριθμους μύες που είναι απλώς παροδικοί και μετά έχουν φύγει”, δήλωσε ο Alain Chédotal, νευροεπιστήμονας και βιολόγος ανάπτυξης στο Πανεπιστήμιο Pierre και Marie Curie στο Παρίσι, ο οποίος ήταν δεν συμμετέχουν στην εργασία. Η μελέτη πρέπει να αναπαραχθεί σε ευρύτερη κλίμακα πριν από οποιαδήποτε “μεγάλα συμπεράσματα”, τόνισε ο Τσετόταλ, αλλά τα προκαταρκτικά αποτελέσματα δημιουργούν ενδιαφέροντα ερωτήματα για την προγεννητική ανάπτυξη . 

Οι μύες “ήταν παρόντες [στα αναπτυσσόμενα έμβρυα] και τότε δεν ήταν, αλλά στη συνέχεια μεταξύ, υπάρχει κάτι που δεν είναι γνωστό”, είπε. “Τι προκαλεί αυτή την εξαφάνιση των μυών;”    

Κοιτάζοντας κάτω από το δέρμα

Αν και ο Chédotal δεν συμμετείχε στην τρέχουσα έρευνα, δεδομένα από το εργαστήριό του τροφοδότησαν την έρευνα για την ανάπτυξη των εμβρυϊκών μυών. Το 2017, ο Chédotal και οι συνεργάτες του δημοσίευσαν μια συλλογή λεπτομερών τρισδιάστατων στιγμιότυπων από ανθρώπινα έμβρυα και έμβρυα τα οποία δεν είχαν δει ποτέ πριν. Η ομάδα χρησιμοποίησε μια τεχνική που ονομάζεται “ανοσοχρώση πλήρους ανοχής” για να καταστήσει το δέρμα των δειγμάτων διαφανές και να επισημάνει συγκεκριμένα είδη κυττάρων μέσα στον ιστό. Χρησιμοποιώντας αντισώματα που μανδαλώνονται στη μυοσίνη, μια πρωτεΐνη που βρίσκεται μόνο στους μύες , οι ερευνητές κατέλαβαν διάφορα στάδια ανάπτυξης ανθρώπινων μυών σε υψηλή ανάλυση. 

Ως ανατόμος, ο Diogo είχε την ικανότητα να εντοπίζει ασυνήθιστους μύες που κρύβονται στις εικόνες των χεριών και των ποδιών του εμβρύου , δήλωσε ο Chédotal. Ο Diogo τράβηξε 13 εικόνες 3D από τη βάση δεδομένων των εμβρυϊκών εικόνων, που αντιπροσωπεύουν έμβρυα και έμβρυα μεταξύ περίπου 7 και 13 εβδομάδων κύησης. Η ομάδα του διαπίστωσε ότι, περίπου την εβδομάδα 7 της κύησης, τα ανθρώπινα έμβρυα έχουν χέρια και πόδια που περιέχουν περίπου 30 μυς το καθένα, αλλά ο αριθμός τους μειώνεται σε μόλις 20 περίπου έξι εβδομάδες αργότερα.        

Για παράδειγμα, ένας μυς στο χέρι που ονομάζεται “αντεστραμμένα 5” συνδέεται με το δάχτυλο του ροζ και τραβάει το ψηφίο προς τα κάτω και προς τη μέση γραμμή του χεριού. Ο μυς εμφανίζεται σε ενήλικους πιθήκους και αναπτύσσει ανθρώπινα έμβρυα, αλλά οι ερευνητές παρατήρησαν ότι γύρω από την εβδομάδα της κύησης 10, ο ιστός αρχίζει να αποικοδομείται και να αποσυντίθεται εντελώς πριν από την εβδομάδα 11. Στα πόδια , οι μύες που βρίσκονται μεταξύ των μεταταρσικών οστών στα πόδια και τραβούν τα δάκτυλα μαζί σχηματίζονται πλήρως και στη συνέχεια καταρρέουν μέχρι την εβδομάδα 9. 

Αν και μερικοί μύες φάνηκαν να υποβαθμίζονται ή να συγχωνεύονται σε άλλους μύες ήδη από την εβδομάδα 7, ορισμένοι επέμεναν καλά στην εβδομάδα 11, “η οποία είναι εντυπωσιακά αργά για αναπτυξιακά atavisms”, δήλωσε ο Diogo σε μια δήλωση .     

“Αυτοί είναι μύες που γνωρίζουμε ότι υπήρχαν στους προγόνους μας … και είναι ακόμα εκεί”, δήλωσε ο Diogo για τις παροδικές δομές. Τα μυϊκά κατάλοιπα είναι γνωστά ως atavisms – ανατομικές δομές που έχουν χαθεί σε ορισμένους οργανισμούς αλλά ενδέχεται να εμφανιστούν κατά την εμβρυϊκή ανάπτυξη ή στους ενήλικες ως παραλλαγές ή ανωμαλίες. 

Αν και οι άνθρωποι συνήθως χάνουν το ένα τρίτο των αταστικών μυών των άκρων τους πριν από τη γέννηση, σύμφωνα με τη μελέτη, σε σπάνιες περιπτώσεις, ένας μυς ή δύο επιμένει μέσα από το κλάδεμα και κρέμεται στην ενηλικίωση, είπε ο Diogo. Οι παρατεταμένοι μύες συχνά περνούν απαρατήρητοι, δεν προκαλούν προβλήματα ούτε δίνουν στον ιδιοκτήτη τους εξαιρετικά ευκίνητα ψηφία, αλλά φαίνεται να είναι σημαντικά πιο συχνή σε άτομα με αναπτυξιακές καθυστερήσεις, όπως αυτά με σύνδρομο Down ή σύνδρομο Edwards. Ίσως οι άνθρωποι να έχουν περισσότερες πιθανότητες να διατηρούν αταστικούς μύες όταν βιώνουν τη σύλληψη ή την καθυστέρηση της ανάπτυξης στη μήτρα, προτείνουν οι συγγραφείς.

Η μελέτη παρέχει τον «πρώτο ακριβή άτλαντα» της εξέλιξης των εμβρυϊκών άκρων σε ανθρώπους, δήλωσε η Live στην επιστήμη της Live Science σε ένα ηλεκτρονικό ταχυδρομείο η Delphine Duprez, βιολόγο ανάπτυξης στο Ινστιτούτο Βιολογίας Paris-Seine. Ωστόσο, πρόσθεσε ότι τα αποτελέσματα δεν έχουν ακόμη επαληθευτεί και μπορεί να αποδειχθούν δύσκολα για επιβεβαίωση, δεδομένου ότι εξακολουθεί να είναι «δύσκολο να μελετηθεί η ανάπτυξη μυών σε ανθρώπινα έμβρυα σε σύγκριση με ζωικά μοντέλα». 

Με την ελπίδα να χαλαρώσει την εμβρυϊκή έρευνα, ο Chédotal και τα μέλη του εργαστηρίου του συνεχίζουν να δημιουργούν τη βάση δεδομένων τους με εικόνες. Τώρα, μπορούν να επισημάνουν έως οκτώ τύπους ιστών με διαφορετικά αντισώματα ταυτόχρονα, πράγμα που σημαίνει ότι μπορούν να δείξουν πώς αλληλεπιδρούν οι αρτηρίες, τα νεύρα και οι μύες στην πρώιμη ανθρώπινη ανάπτυξη. Οι μύες πρέπει να συνδέονται με νεύρα και να τροφοδοτούνται καλά με αίμα για να επιβιώσουν, έτσι ώστε τα λεπτομερή δεδομένα να επιτρέπουν σε επιστήμονες όπως το Diogo να συνθέτουν μαζί ακριβώς πότε, γιατί και πώς οι μύες εξαφανίζονται στη μήτρα, είπε. 

Η αναπτυσσόμενη βάση δεδομένων, η οποία είναι ήδη διαθέσιμη για δημόσια χρήση , τελικά θα προσαρμοστεί ώστε να είναι συμβατή με την εικονική πραγματικότητα και άλλες πλατφόρμες που επιτρέπουν στους χρήστες να αλληλεπιδρούν με τις 3D εικόνες, πρόσθεσε ο Chédotal. Ελπίζει ότι η βάση δεδομένων θα αποδειχθεί χρήσιμη για όλους από αναγνωρισμένους ερευνητές σε φοιτητές ιατρικής, οι οποίοι έως τώρα έχουν μελετήσει την εμβρυϊκή ανάπτυξη από δεκαετίες παλιές εικονογραφήσεις σε βιβλία, είπε.

Το Diogo σχεδιάζει να χρησιμοποιεί εικόνες από τη βάση δεδομένων για να μελετήσει πώς αναπτύσσεται η ανθρώπινη κεφαλή, οι αρτηρίες και τα νεύρα στη μήτρα. Πέρα από την ανακάλυψη νέων στοιχείων της ανθρώπινης εξελικτικής ιστορίας, ο Diogo δήλωσε ότι έχει ως στόχο να βοηθήσει τους επαγγελματίες του ιατρικού κλάδου να προβλέψουν ακριβώς τι βρίσκεται κάτω από το δέρμα των ασθενών τους. Αν οι ερευνητές μπορούσαν να προβλέψουν ποιες ανατομικές παραλλαγές μπορεί να εμφανιστούν σε έναν συγκεκριμένο ασθενή, πρότεινε, οι γιατροί θα μπορούσαν να είναι καλύτερα προετοιμασμένοι για χειρουργική επέμβαση και γενικά να παρέχουν ανώτερη φροντίδα.         

πηγή: livescience.com