Созданы биологические структуры, имитирующие человеческие эмбрионы на ранних стадиях развития - Гранит науки - 2021-03-23

Для изучения ранних стадий развития человеческого организма ученые используют донорские эмбрионы, полученные в клиниках искусственного оплодотворения, или линии эмбриональных стволовых клеток. И те и другие доступны в ограниченном количестве. Авторы двух статей, одновременно опубликованных в Nature, предлагают дополнительный источник эмбрионального материала, а именно – человеческие бластоиды. Это подобные бластоцистам трехмерные модельные системы, которые воспроизводят процессы, происходящие в первые 10 дней развития человеческой особи и не требуют для своего создания никаких стартовых зародышевых клеток или тканей. Бластоциста, человеческий эмбрион спустя пять-шесть дней после оплодотворения, это шар из десятков или сотен клеток, готовый прикрепиться к стенке матки. «Период раннего развития перед имплантацией – ключевой в понимании дефектов развития и причин выкидышей..., но именно эта стадия во многом остается черным ящиком», говорит ведущий автор одной из публикаций Цзюнь У (Jun Wu) из Юго-Западного медицинского центра Техасского университета (University of Texas Southwestern Medical Center). Для того чтобы «вскрыть» этот черный ящик У с коллегами сначала получили бластоиды из столовых клеток мышей и убедились в том, что при имплантации суррогатной самке они могут образовывать некоторые эмбриональные структуры.

Для создания человеческих бластоидов авторы культивировали в условиях, способствующих образованию бластоцисто-подобных структур, клетки линий эмбриональных стволовых клеток человека, которые зарегистрированы в Национальных институтах здоровья (National Institutes of Health) США. Приблизительно 15% из них превратились в бластоиды с такой же активностью генов, как у бластоцист и способностью производить стволовые клетки из внутренней клеточной массы. Дальнейшее культивирование привело к формированию пред-имплантационных эмбрионоподобных структур, которые прикреплялись к поверхности лабораторных пластиковых чашек. В другом исследовании группа ученых под руководством Хосе Поло (Jose Polo), эмбриолога из Университета Монаша (Monash University) в Австралии, перепрограммировала клетки кожи человека фибробласты в стволовые клетки, которые после трех недель культивирования расслоились на три типа клеток, характерных для самых ранних стадий развития эмбриона. После переноса групп этих клеток из плоских чашек в трехмерную систему культивирования, часть из них превратилась в бластоиды. По словам Поло, самое поразительное в наблюдаемых клеточных образованиях – самоорганизация. Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».