Blastocista
Blastocista je struktura formirana u ranom razvoju sisavaca. Ona posjeduje unutarnju staničnu masu (ICM) koja naizgled stvara embrij i koja je također izvor embrijskih matičnih stanica. Vanjski sloj blastociste se sastoji od stanica koje se zajednički nazivaju trofoblast. Ovaj sloj okružuje unutarnju staničnu masu i šupljinu ispunjenu tekućinom, tj. blastocel. Trofoblast pridonosi stvaranju posteljice. Kod ljudi, oblikovanje blastociste počinje otprilike 5 dana nakon oplodnje, kada se tekućinom ispunjena šupljina pojavi u moruli (skup više malih, ali istih stanica). Promjer blastociste je oko 0.1-0.2 mm te uključuje 200-300 stanica kojima brzo prati brazdanje (blastulacija). Nakon otprilike 1 dan, blastocista se ugrađuje u endometrij stijenke maternice i takva će ostati u daljnjim fazama razvoja, među kojima spada gastrulacija.Korist blastociste u izvanmaterničnoj in-vitro oplodnji uključuje kulturu zigote 5 dana prije umetanja u maternicu.
Ciklus razvoja
Tijekom ljudske embriogeneze, blastocista se razvija iz morule u maternici 5 dana nakon oplodnje. Rani embrij (zametak) podvrgnut je diferencijacijama stanica i strukturnim promjenama da postane blastocista. Tada se priprema za implantaciju u stijenku maternice 6 dana nakon oplodnje. Implantacija označava kraj začetne faze, a označava početak embrionske faze razvoja embrija.[1]
Oblikovanje blastociste
Morula, prethodnica blastociste, je rani embrij sastavljen od 16 istih stanica. Kratko nakon morulinog ulaska u maternicu iz jajovoda, morula postaje blastocista diferencijacijom stanica te kavitacijom. Stanice morule se diferenciraju u 2 tipa: unutarnju staničnu masu koja raste iznutra, na rubu, i stanice trofoblasta koje rastu izvana.[2] Strana blastociste gdje se nalazi unutarnja stanična masa se naziva životinjski pol, dok se suprotna strana naziva biljni pol. Kavitacija je proces u kojem se formira tekućinom ispunjena šupljina unutar embrija. Stanice trofoblasta izbacuju natrijeve ione u centar embrija što uzrokuje ulazak vode osmozom. Ovo oblikuje unutarnji blastocel.[3]
Implantacija
Implantacija je kritična za preživljavanje i razvoj ranog embrija. To stvara vezu između majke i embrija koja postoji do kraja trudnoće. Ona je omogućena zbog strukturnih promjena blastociste i stijenke endometrija.[4] "Zona pellucida" koja okružuje blastocistu puca. Takav postupak uklanja ograničenje fizičke veličine embrionske mase i izlaže vanjske stanice blastociste unutrašnjosti maternice. Uz to, hormonalne promjene majke, točnije vrh luteinizirajućeg hormona, pripremaju endometrij da primi blastocistu i obavije je. Čim postanu ograničene izvanstaničnim matriksom endometrija, stanice trofoblasta izlučuju enzime i ostale faktore da ugrade blastociste uz stijenku maternice. Ispušteni enzimi razgrađuju endometrijsko oblaganje, dok faktori za rast autokrina poput ljudskog horionskog gonadotropina (hCG) i faktor rasta sličan inzulinu (IGF) dozvoljavaju blastocisti da daljnje upada u endometrij.[5] Implantacija u stijenku maternice dozvoljava prelazak u sljedeći korak embriogeneze, gastrulaciju, koja uključuje oblikovanje posteljice iz stanica trofoblasta i diferencijaciju unutarnje stanične mase u amnionsku vreću i epiblast.
Građa
Blastocista se sastoji od stanica blastomere i blastocela.Postoje 2 tipa blastomerskih stanica:
- Unutarnja stanična masa (embrioblast) iz koje se razvijaju primitivni endoderm i epiblast.
- Trofoblast je sloj stanica koji oblikuje vanjsku stranu blastociste i koji zajedno s materničkim endometrijem stvara posteljicu. Stanice trofoblasta također izlučuju faktore koji čine blastocel.[6]
- Citotrofoblast je unutarnji sloj trofoblasta koji se sastoji od matičnih stanica koje omogućavaju razvoj stanicama, uključujući korionske resice, posteljicu i sincitiotrofoblast.
- Sincitiotrofoblast je vanjski sloj trofoblasta. Ove stanice izlučuju proteaške enzime da razbiju endometrijski izvanstanični matriks i tako da dozvole implantaciju blastociste u stijenku maternice.[7]
Blastocelska tekuća praznina sadrži aminokiseline, faktore rasta i ostale molekule potrebne za diferencijacije stanica.[8]
Specifikacija stanica
Mnogi procesi upravljaju specifikacijom stanica po podrijetlu da proizvedu trofoblast, epiblast i primitivni endoderm. Ovi procesi uključuju: ekspresiju gena, stanično signaliranje, kontakt stanice sa stanicom, pozicijske odnose i epigenetiku.Kada unutarnja stanična masa je uspostavljena unutar blastociste, ova stanična masa se priprema za daljnju specifikaciju u epiblast i primitivni endoderm. Ovaj proces je određivan djelomično uz pomoć signaliranja faktora rasta fibroblasta (FGF) koji stvara mitogen-aktiviranoj proteinskoj (MAP) kinazi put da promijeni stanične genome.[9]Daljnje odvajanje u trofoblast i unutarnju staničnu masu je regulirano od strane homeodomenskog proteina, Cdx2. Ovaj faktor prepisivanja potiskuje ekspresiju faktora Oct4 i Nanog u trofektoderm (trofoblast nakon gastrulacije).[10]Ove genetske izmjene dopuštaju razvojnu specifikaciju epiblasta i primitivnog endoderma po podrijetlu na kraju blastocističke faze razvoja koja prethodi gastrulaciji.Trofoblasti ekspresiraju integrin na površinama njihovih stanica što dopušta adheziju izvanstaničnog matriksa na stijenku maternice. Ovo međudjelovanje dozvoljava implantaciju i također aktivira daljnju specifikaciju u 3 različita tipa stanica, tako pripremajući blastocistu za gastrulaciju.[11]