Стволовые клетки самоорганизуются в эмбриоид
Исследователи из Боннского университета разработали метод получения эмбриоподобных клеточных комплексов из стволовых клеток мышей. Метод даёт новые представления об эмбриональном развитии. В среднесрочной перспективе он также может быть пригоден для разработки тестов на вещества, способные навредить фертильности. Исследование опубликовано в Nature Communications.
Самоорганизация без дирижёра
Эмбриональное развитие в значительной степени основано на самоорганизации. Каждая клетка выделяет сигнальные вещества в своё окружение и тем самым помогает определить судьбу соседей. Процесс должен быть скоординирован до мельчайших деталей, чтобы, например, глаза сформировались в нужном месте на лице, а соседние клетки — в хрящ носа.
Модифицированные клеточные линии организуются сами
В исследовании использовали эмбриональные стволовые клетки (ES-клетки) мышей, которые являются плюрипотентными (из них могут формироваться разные типы тканей). Часть ES-клеток генетически модифицировали:
Когда эти две модифицированные линии объединили с исходными ES-клетками, произошло удивительное: клетки дифференцировались сбалансированно и образовали эмбриоподобный комплекс — эмбриоид. Он напоминал пятидневный эмбрион мыши. Исследования активности генов подтвердили, что каждая клетка эмбриоида ведёт себя аналогично своей «коллеге» в настоящем эмбрионе.
Преимущества нового метода и перспективы
Ранее создание эмбриоидов требовало работы с тремя разными, отдельно культивируемыми клеточными линиями, что сложно и чревато ошибками. Новый метод проще:
«Мы работаем с одной культурой, — подчёркивает проф. Хуберт Шорле. — Затем в части клеток в определённое время включаем программу плаценты, а в другой части — программу оболочки. Дальнейшее происходит, как бы само собой, посредством самоорганизации».
Проф. Шорле планирует создать аналогичные эмбриоиды из ES-клеток обезьян. Они могут быть использованы для токсикологических тестов, например, для определения, вызывают ли определённые вещества пороки развития в утробе. Сейчас для этого используются испытания на животных.
«Использование таких эмбриоидов могло бы заменить по крайней мере часть этих тестов», — отмечает исследователь. Соответствующий совместный проект с учёными из Гёттингенского университета уже планируется.