Ученые создали модели человеческих эмбрионов из стволовых клеток для изучения раннего развития

Ученые создали модели эмбрионов, чтобы исследовать загадки раннего развития человека, проблемы, возникающие до рождения, и причины многих неудачных беременностей.

Эти модели созданы из стволовых клеток, а не из яйцеклетки и сперматозоида, и не могут развиться в ребенка.

"Они достаточно полны, чтобы дать представление о том, что может происходить в эмбрионе во время беременности, но не настолько, чтобы их можно было использовать для репродукции", — сказал Инсу Хён, специалист по этике из Музея науки в Бостоне.

Использование моделей также позволяет избежать споров об использовании в исследованиях реальных эмбрионов.

Несколько научных групп работают над этим. Команды из США и Англии опубликовали свои исследования во вторник в журнале Nature. Другие ученые из Израиля и Китая представили свои работы ранее в этом месяце (они еще не прошли рецензирование).

Новые модели имитируют эмбрион после его имплантации в матку, в отличие от предыдущих, которые моделировали пре-эмбрион. На этой стадии реальные человеческие эмбрионы крайне сложно наблюдать, так как они погружаются в стенку матки. Модели разных групп различаются по методам создания и степени полноты: некоторые отражают не только эмбрион, но и самые ранние стадии формирования плаценты и желточного мешка.

Для создания моделей ученые используют плюрипотентные стволовые клетки, способные развиваться в различные типы клеток и тканей. Их можно получить из эмбрионов или перепрограммировать из клеток взрослого организма.

Ключевые исследования

• В одной статье в Nature описаны модели, напоминающие человеческие эмбрионы на 9–14 день после оплодотворения.

  • "Если мы сможем экспериментально смоделировать этот период, то наконец начнем задавать вопросы о том, как происходит развитие человека на этих самых ранних стадиях, которые обычно скрыты внутри тела матери", — говорит автор Берна Созен из Йельского университета.
  • Это позволит изучать причины остановки развития эмбриона, нарушений и потери беременности.

• В другой статье в Nature группа под руководством Магдалены Зерницкой-Гёц (Калифорнийский технологический институт и Кембриджский университет) представила модель, отражающую развитие до 14 дня. Она включает как эмбриональные ткани, так и ткани, из которых формируются окружающие структуры (плацента, желточный мешок).

• Группа Якоба Ханны из Института Вейцмана (Израиль) также сообщила о модели, имитирующей развитие до 14 дня, включающей все эмбриональные и внезародышевые оболочки.

Перспективы и этические рамки

Модели можно будет использовать для:

• Изучения влияния окружающей среды и химических веществ на раннее развитие.
• Генерации тканей для новых методов лечения.
• Тестирования лекарств и воздействия патогенов — экспериментов, которые нельзя проводить на беременных.

Международное общество по исследованию стволовых клеток (ISSCR) запрещает помещать любые модели человеческого эмбриона в матку человека или животного. Поскольку модели не являются эмбрионами, на них не распространяется "правило 14 дней", регулирующее срок культивирования реальных эмбрионов в лаборатории.

Эксперты подчеркивают, что модели не могут привести к беременности по научным причинам (например, у них не формируется полноценная плацента). Этическая цель их создания — как раз избежать споров, связанных с использованием эмбрионов.