Как ранний эмбрион меняет форму

Исследователи из команды EMBL Australia в Австралийском институте регенеративной медицины (ARMI) Университета Монаша, чья работа опубликована в Nature Cell Biology, выявили новые детали о том, как клетки организуются и формируют ранний эмбрион млекопитающих.

На стадии 8 клеток клетки эмбриона впервые меняют свою округлую форму — критически важный процесс, определяющий выживание эмбриона. Они вытягиваются и уплотняются друг к другу (процесс компакции), а затем возвращаются к округлой форме для последующих делений. Отсутствие компакции часто приводит к гибели эмбриона, а её сроки связаны с успехом процедур ЭКО (in vitro fertilisation).

Используя методы прижизненной визуализации и микроинъекции флуоресцентных маркеров, учёные обнаружили новый механизм, управляющий этим процессом.

Роль филоподий

На внешней мембране некоторых клеток на 8-клеточной стадии появляются похожие на щупальца структуры — филоподии.

• Филоподии вытягиваются и «захватывают» соседние клетки, подтягивая их и удлиняя клеточные мембраны. Это позволяет клеткам эффективно уплотняться, максимально используя доступное пространство.
• Затем филоподии втягиваются, освобождая соседние клетки, что позволяет им вернуться к округлой форме перед следующим делением.

Исследователи заметили, что деление клеток никогда не происходило, пока филоподии были вытянуты, а только после их втягивания. Это указывает на то, что филоподии создают необходимое поверхностное натяжение для расширения и компакции клеток.

Значение для ЭКО

По словам руководителя группы Николаса Плахты, эти наблюдения раскрывают совершенно неожиданный механизм, регулирующий самые ранние стадии развития эмбриона. Эти знания можно применить в лечении методом ЭКО.

Учёные уже работают с инженерной школой Монаша над повышением успешности имплантации человеческих эмбрионов. Разрабатываются неинвазивные методы визуализации, чтобы определить, формируют ли эмбрионы, используемые в ЭКО, нормальные филоподии и проходят ли нормальную компакцию. Это может помочь в выборе наиболее жизнеспособных эмбрионов для переноса в матку.