Исследователи из Кембриджского университета и Калифорнийского технологического института создали искусственных эмбрионов мышей из стволовых клеток, у которых развился мозг и бьющееся сердце. Об этом сообщается в свежем номере журнала «Природа». Это продолжение более чем десятилетней работы, направленной на понимание причин, по которым некоторые эмбрионы не могут нормально развиваться в фетальную фазу.
Самая продвинутая стадия
Эмбрионы были созданы без репродуктивных клеток. В лаборатории используются три типа стволовых клеток, которые могут развиваться в различные ткани организма. Ученые модифицировали активность определенных генов и создали условия, позволяющие этим клеткам взаимодействовать и «уживаться» друг с другом.
Стволовые клетки развили структуры, которые прошли последовательные фазы развития, пока у эмбрионов не появились зачатки мозга и бьющегося сердца, а также желточные мешки, которые обеспечивали их питанием в течение первых недель. Это самая продвинутая стадия искусственных эмбриональных стволовых клеток, которую наука достигла до сих пор.
Важнейшим достижением авторы считают успех в создании мозга, особенно его переднего отдела. Это открывает новые возможности для изучения механизма развития нервной ткани.
«Мы показали, что выключение гена, который, как мы знаем, имеет решающее значение для развития этой ткани, вызывает такие же нарушения у искусственных эмбрионов, как и у животных, несущих такую мутацию», – говорит профессор Гетц. Это открывает путь к изучению многих других генов, влияние которых на формирование нервной ткани неизвестно.
Наша модель мышиного эмбриона имеет не только мозг, но и бьющееся сердце, ключевые элементы тела. Сообщество мечтало об этом много лет, мы работали над этим десять лет и, наконец, смогли это сделать.
Для правильного развития человеческого эмбриона важно, чтобы ткани, из которых состоит его тело, работали вместе с теми, которые соединят его с матерью. Чтобы создать искусственный эмбрион, исследователи позволили развиваться трем группам стволовых клеток, каждая из которых выполняет одну из этих ключевых задач.
Перспективы и применение открытия
Исследования показывают, что многие беременности заканчиваются в то время, когда эти ткани должны начать обмениваться механическими и химическими сигналами. Этот ранний период является основой всего, что происходит во время беременности. Если потом что-то пойдет не так, беременность не удастся, – подчеркивает первый автор работы.
Создание искусственного эмбриона из стволовых клеток дает нам доступ к развивающимся структурам, к которым мы обычно не имеем доступа из-за имплантации в организм матери. Это позволяет нам манипулировать генами, чтобы мы могли узнать об их роли в процессах развития.
Этот период человеческой жизни настолько загадочен, что возможность наблюдения и воздействия на отдельные группы клеток в лаборатории. Выяснения того, что может выйти из строя, представляет собой нечто особенное.
Авторы исследования готовятся создать аналогичную модель на основе стволовых клеток человека, чтобы иметь возможность изучать механизмы, которые нельзя наблюдать в случае реальных эмбрионов. Они надеются, что возможный успех также поможет в будущей разработке синтетических органов для трансплантации.
Читайте также: Ученые в лабораторных условиях омолодили клетки кожи на 30 лет
