Ученые создали синтетические человеческие эмбрионы, используя стволовые клетки, что является новаторским достижением, позволяющим избежать необходимости в яйцеклетках или сперме. Об этом сообщает The Guardian.
Ученые говорят, что эти модельные эмбрионы, которые напоминают эмбрионы на самых ранних стадиях развития человека, могут дать ключевое представление о влиянии генетических нарушений и биологических причин привычного невынашивания беременности.
Структуры не имеют бьющегося сердца или зачатков мозга, но включают клетки, которые обычно формируют плаценту, желточный мешок и сам эмбрион.
Профессор Магдалена Зерницка-Гетц из Кембриджского университета и Калифорнийского технологического института рассказала о работе на пленарном заседании в среду на ежегодном собрании Международного общества исследований стволовых клеток в Бостоне.
«Мы можем создавать модели, подобные человеческим эмбрионам, путем перепрограммирования [эмбриональных стволовых] клеток», — сказала она на встрече.
В ближайшей перспективе синтетические эмбрионы не будут использоваться в клинической практике. Было бы незаконно имплантировать их в матку пациента, и пока не ясно, есть ли у этих структур потенциал продолжать созревание после самых ранних стадий развития.
Мотивация работы заключается в том, чтобы ученые поняли период развития «черного ящика», который так называется, потому что ученым разрешено культивировать эмбрионы в лаборатории только до установленного законом срока в 14 дней. Затем они улавливают ход развития намного дальше, просматривая снимки беременности и эмбрионы, пожертвованные для исследований.
Робин Ловелл-Бэдж, глава отдела биологии стволовых клеток и генетики развития в Институте Фрэнсиса Крика в Лондоне, сказал: «Идея состоит в том, что если вы действительно моделируете нормальное эмбриональное развитие человека с помощью стволовых клеток, вы можете получить очень много информации о как мы начинаем развитие, что может пойти не так, без использования ранних эмбрионов для исследований».
Ранее команда Жерницкой-Гетца и конкурирующая группа из Института Вейцмана в Израиле показали, что стволовые клетки мышей можно стимулировать к самосборке в ранние эмбрионоподобные структуры с кишечным трактом, зачатками мозга и бьющимся сердцем. С тех пор началась гонка, чтобы перевести эту работу на человеческие модели, и несколько команд смогли воспроизвести самые ранние этапы разработки.
Полная информация о последней работе лаборатории Кембриджа-Калифорнийского технологического института еще не опубликована в журнальной статье. Но, выступая на конференции, Жерницка-Гетц описала культивирование эмбрионов до стадии, чуть превышающей 14 дней развития естественного эмбриона.
Модельные структуры, каждая из которых выращена из одной эмбриональной стволовой клетки, достигли начала вехи развития, известной как гаструляция, когда эмбрион превращается из непрерывного слоя клеток в формирование отдельных клеточных линий и установку основных осей тела. На этой стадии у эмбриона еще нет работающего сердца, кишечника или зачатков мозга, но модель показала наличие примордиальных клеток, являющихся клетками-предшественниками яйцеклетки и сперматозоида.
«Наша человеческая модель — это первая трехлинейная модель человеческого эмбриона, в которой указаны амнионные и зародышевые клетки, клетки-предшественники яйцеклеток и сперматозоидов», — сказала Жерницка-Гетц Guardian перед выступлением. «Он прекрасен и полностью создан из эмбриональных стволовых клеток».
Разработка подчеркивает, насколько быстро наука в этой области опередила закон, и ученые в Великобритании и других странах уже приступили к составлению добровольных руководящих принципов, регулирующих работу с синтетическими эмбрионами. «Если цель состоит в том, чтобы эти модели были очень похожи на нормальные эмбрионы, то в некотором смысле с ними следует обращаться одинаково», — сказал Ловелл-Бэдж. «В настоящее время в законодательстве их нет. Люди обеспокоены этим».
Существует также важный вопрос без ответа о том, могут ли эти структуры теоретически превратиться в живое существо. Сообщалось, что синтетические эмбрионы, выращенные из клеток мыши, выглядят почти идентичными естественным эмбрионам. Но когда их имплантировали в матку самкам мышей, они не превратились в живых животных. В апреле исследователи в Китае создали синтетические эмбрионы из клеток обезьян и имплантировали их в матку взрослых обезьян, у некоторых из которых проявились начальные признаки беременности, но ни одна из них не продолжила развиваться в течение нескольких дней. Ученые говорят, что неясно, является ли барьер для более продвинутого развития просто техническим или имеет более фундаментальную биологическую причину.
«Очень сложно ответить. Будет трудно сказать, есть ли с ними внутренняя проблема или это просто техническая проблема», — сказал Ловелл-Бэдж. По его словам, этот неизвестный потенциал сделал настоятельной необходимость в более сильном законодательстве.
