Новое открытие о раннем эмбриональном развитии бросает вызов текущим представлениям

Исследователи из Университета Хельсинки и Национальных институтов здоровья США (NIH) сделали открытие, которое ставит под сомнение текущее понимание гаструляции — ключевого этапа раннего эмбрионального развития. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

Суть открытия

• Гаструляция — это стадия, когда эмбрион теряет плюрипотентность (способность клеток формировать любые типы тканей) и образуются три зародышевых листка (эктодерма, мезодерма, энтодерма) и оси тела.
• Новые данные показывают, что эктодерма, один из зародышевых листков, не теряет плюрипотентность в процессе гаструляции.
• Это объясняет, почему нервный гребень, происходящий из эктодермы, обладает исключительно высоким стволовым потенциалом. Из него развиваются разнообразные ткани: пигментные клетки кожи, вся периферическая нервная система, кости лица и шеи, части сердца и многие гормон-продуцирующие клетки.

Значение исследования

• Пересмотр развития: Выражение генов плюрипотентных стволовых клеток в эктодерме продолжается почти до завершения формирования нервной трубки (предшественника ЦНС). Это указывает на гораздо бóльшую пластичность в определении судьбы клеток эктодермы, чем считалось ранее.

• Медицинские перспективы:

  • Помогает понять механизмы нейрокристопатий (нарушений развития из нервного гребня), на которые приходится около четверти всех врожденных пороков.
  • Позволяет выявлять вызывающие их генетические дефекты уже на ранних сроках беременности и разрабатывать возможные альтернативные терапии для плода.
  • Дает ключ к изучению раков нервного гребня (меланома, нейробластома), поскольку понимание нормального развития ткани критически важно для выяснения причин онкогенеза.
  • Открывает перспективы для тканезамещающей терапии будущего через дифференцировку тканей нервного гребня из стволовых клеток.

Методология

Открытие стало возможным благодаря использованию высокоразрешающей методики визуализации, способной анализировать отдельные клетки в исходной ткани. Эта техника позволяет отслеживать локализацию отдельных стволовых клеток в эктодерме на разных стадиях развития после гаструляции.