Впервые исследователи создали искусственный "эмбрион" мыши из стволовых клеток в лаборатории. Объединив два типа стволовых клеток на 3D-каркасе, они могли наблюдать, как они организуются и "общаются" друг с другом во время развития.
Как формируется эмбрион в естественных условиях
Процесс развития начинается, когда яйцеклетка оплодотворяется спермой, образуя так называемую зиготу. Примерно через 24 часа зигота, которая все еще является одной клеткой, осуществляет свое первое деление и начинает формировать эмбрион. На этом этапе эмбрион формируется из свободно плавающего шарика стволовых клеток, но они быстро делятся на три отдельных типа, поскольку развивающийся эмбрион образует бластоцисту.
Те стволовые клетки, которые продолжают формировать фактическое тело развивающегося эмбриона, называются эмбриональными (ESC). Они группируются к одному концу бластоцисты, в то время как второй тип, называемый экстраэмбриональными стволовыми клетками трофобласта (TSCs), мигрирует к другому, в конечном итоге превращаясь в плаценту. Третий тип известен как примитивные клетки энтодермы. Он создает желточный мешок, который будет обеспечивать растущие органы жизненно необходимыми питательными веществами, в которых они нуждаются.
Эксперимент ученых
Ученых интересует, как именно эти три типа клеток организуют себя и обмениваются информацией во время развития, и поэтому команда, стоящая за последним исследованием, хотела посмотреть, возможно ли достичь этого в лаборатории. Ученые взяли как ESCs, так и TSC, и поместили их на трехмерный эшафот, перед тем как проверить, что произойдет. Они обнаружили, что два типа стволовых клеток действительно способны расти и организовываться так же, как это происходит с естественными эмбрионами.
"Мы знали, что взаимодействие между различными типами стволовых клеток важно для развития, но поразительная вещь, которую демонстрирует наша новая работа, — это настоящее партнерство. Эти клетки действительно руководят друг другом, — объясняет профессор Магдалена Зерницка-Гетц, которая возглавила исследование, опубликованное в Science. — Без этого партнерства правильное развитие формы, а также своевременная деятельность ключевых биологических механизмов происходили бы неправильно".
С какими проблемами сталкиваются исследователи
Исследователи смогли наблюдать, как "зародыш" растет и развивается, но из него вряд ли когда-либо сформируется жизнеспособный плод. Для начала ему не хватает третьего типа стволовых клеток, которые образуют желточный мешок, но он также не сможет разработать надлежащую плаценту, необходимую для здорового роста.
Одним из основных барьеров для этой области исследований является наличие человеческих эмбрионов. В настоящее время их должны жертвовать клиники ЭКО, но это означает, что часто возникает дефицит. Если бы исследователи смогли создать эмбрионы из стволовых клеток, это могло бы помочь им выявить причины выкидышей.
