Международная группа учёных создала самые реалистичные искусственные эмбрионы: как сообщают биологи, они пережили “самое важное событие в жизни” — ключевой этап развития под названием гаструляция.
Для получения зародыша грызуна исследователи отказались от этапа встречи яйцеклетки и сперматозоида и сразу объединили три типа стволовых клеток мышей в один эмбрион, который был практически готов для имплантации в матку.
Поясним, что эмбрион на стадии развития, известной как бластоциста, состоит всего из трёх типов стволовых клеток. Первый тип — эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) — впоследствии становятся самим организмом, в то время как второй тип — трофобластные стволовые клетки — пойдут на образование плаценты, а третий тип — примитивные эндодермные стволовые клетки – на формирование желточного мешка, богатого питательными веществами.
В прошлом году исследователям удалось создать искусственные эмбрионы, объединив ЭСК и трофобластные стволовые клетки. Зародыши в дальнейшем культивировались в трёхмерной гелевой матрице. На этот раз исследователи впервые внедрили и третий тип стволовых клеток (примитивные эндодермные), без которых эмбрион не мог бы развиваться дальше.
В частности, они не могли дойти до стадии гаструляции: процесса морфогенетических изменений, сопровождающегося размножением, ростом, направленным перемещением и дифференцировкой клеток. В ходе этой стадии развития образуются так называемые зародышевые листки — источники зачатков тканей и органов.
“Правильная гаструляция при нормальном развитии возможна только при наличии всех типов стволовых клеток, — объясняет ведущий автор исследования Магдалена Церникка-Гёц (Magdalena Zernicka-Goetz). – Чтобы реконструировать этот сложный танец, нам пришлось добавить недостающую третью столовую клетку. Заменив гель, который мы использовали в более ранних экспериментах, третьим типом стволовых клеток, мы смогли создать структуры, развитие которых было удивительно успешным”.
Исследователи наблюдали, как их эмбрионы достигают этой стадии, разделяясь на три слоя, как это делает настоящий зародыш. Сроки, строение и активность генов также были аналогичны естественному развитию.
“Наши искусственные эмбрионы прошли через самое важное событие в жизни в чаше для культивирования. Сейчас они невероятно схожи с реальными эмбрионами. Чтобы развиваться дальше, их необходимо имплантировать в организм матери или искусственную плаценту”, — рассказывает Церникка-Гёц.
Подобные эксперименты могут помочь учёным получить более чёткое представление о раннем развитии зародышей, изучение которого порой осложнено техническими и этическими трудностями.
Результаты исследования представлены в научном издании Nature Cell Biology.
Автор: Евгения Ефимова