Вторая неделя человеческого развития является решающей стадией, во время которой эмбрион имплантируется в матку. Врожденные дефекты и генетические заболевания могут начать проявляться именно к этому сроку, и, к сожалению, на нем многие беременности прерываются. Но этот ключевой период остается в значительной степени неизученным учеными и врачами, поскольку эмбрион все еще слишком мал, чтобы наблюдать его у живых пациентов. Пожертвования от пациентов, перенесших ЭКО, доступны для изучения, но в ограниченном количестве и подпадают под строгие этические нормы.
Из стволовых клеток человека вырастили функциональные модели эмбрионов
Ученые создали модели человеческих эмбрионов путем программирования стволовых клеток. Модели дают представление о ключевой стадии развития, которая может открыть новое понимание генетических нарушений и предотвращения неудач на ранних сроках беременности.
University of Cambridge
Ученые из Кембриджа и Калифорнийского технологического института разработали новые 3D-модели человеческих эмбрионов, выращенных из стволовых клеток, которые имитируют развитие между девятым и 14-м днями таким образом, что их можно легко изучить в лаборатории. Ранее это окно можно было изучить только в клетках животных.
«Наша модель, похожая на человеческий эмбрион и полностью созданная из человеческих стволовых клеток, дает доступ к развивающейся структуре на стадии, которая обычно скрыта от нас из-за имплантации крошечного эмбриона в матку матери, — рассказала профессор Магдалена Зерницка. Гетц, ведущий автор исследования. — Эта захватывающая разработка позволяет нам манипулировать генами, чтобы понять их роль в развитии модельной системы. Она позволит нам проверить действие определенных факторов, что трудно сделать в естественном эмбрионе».
Как «собрать» эмбрион
Модели содержат большинство клеток, необходимых для создания человеческого эмбриона, в том числе предшественники зародышевых клеток, которые в конечном итоге сформируют собственные сперматозоиды или яйцеклетки. Они также включают клетки, поддерживающие эмбрион, в том числе те, которые формируют плаценту, желточный мешок и амниотический мешок.
Однако по этическим причинам у моделей отсутствует мозг и бьющиеся клетки сердца, поэтому они не могут развиваться дальше 14-дневной отметки. Это необходимо для соблюдения действующих законодательных ограничений на культивирование человеческих эмбрионов в лаборатории.
Новые модели — веха является кульминацией десятилетней работы Зерницкой-Гетц и ее команды по постепенному улучшению моделей мышиных эмбрионов. Другие исследователи, в том числе группа из Института науки Вейцмана в Израиле, также довели модели эмбрионов мышей до состояния, когда клетки сердца бьются.
Растущий объем работы нескольких команд в этой области может помочь улучшить показатели жизнеспособности пар, желающих зачать ребенка, улучшить лечение генетических заболеваний и выращенные в лаборатории органы для трансплантации.