Созданы первые мышиные прото-эмбрионы из стволовых клеток без яйцеклеток и сперматозоидов

Учёные впервые создали в лаборатории структуры, подобные эмбрионам, используя только стволовые клетки, без яйцеклеток или сперматозоидов. Результаты опубликованы в журнале Nature.

В экспериментах кластеры мышиных стволовых клеток двух типов — соответствующих плаценте и самому эмбриону — самоорганизовались в прото-эмбрионы. При имплантации в матку мышей они инициировали беременность, но не развились в жизнеспособный эмбрион.

Прорыв для изучения ранней беременности

Ведущий автор Николя Риврон назвал работу прорывом, открывающим «чёрный ящик» ранней беременности. Ранние эмбрионы размером с человеческий волос труднодоступны для исследования in vivo.

«Эти ранние эмбрионы содержат все типы клеток, необходимые для формирования целого организма, — сказал Риврон. — Они помогут нам понять скрытые процессы начала жизни, найти решения проблем бесплодия и разрабатывать новые лекарства без экспериментов на животных».

Сейчас около двух третей процедур экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) заканчиваются неудачей, часто на стадии имплантации, причины чего largely неизвестны.

Как создавали «бластоиды»

Через несколько дней после оплодотворения эмбрион млекопитающих становится бластоцистой — полым шаром из менее чем 100 клеток. Он состоит из внешнего слоя (будущая плацента) и внутренней клеточной массы (будущий эмбрион).

Стволовые клеточные линии, соответствующие этим двум типам, культивировались отдельно десятилетиями. Команда Риврона впервые объединила их с помощью инженерных технологий, что запустило процесс самоорганизации и привело к формированию «бластоидов».

«Общительные» стволовые клетки

«В естественном эмбрионе эти стволовые клетки общаются друг с другом на трёхмерном языке, который мы едва понимаем», — пояснил Риврон. В эксперименте клетки спонтанно начали организовываться, как в матке. Эмбриональные клетки «инструктировали» плацентарные стволовые клетки размножаться и имплантироваться.

Значение и перспективы

Исследование может пролить свет на взрослые заболевания, берущие начало из мелких дефектов эмбриона, включая некоторые формы диабета или сердечно-сосудистых болезней.

Соавтор Клеменс ван Блиттерсвейк назвал работу началом новой биомедицинской дисциплины: «Мы можем создавать большое количество модельных эмбрионов и накапливать новые знания, систематически тестируя методы и потенциальные лекарства», что также резко снижает потребность в опытах на животных.

Мнение экспертов

Внешние эксперты высоко оценили результаты. Душка Илич отметила, что это может помочь понять некоторые аспекты бесплодия и улучшить исходы вспомогательной репродукции.

Гарри Лит признал прорыв, но предупредил, что вскоре повторить это с человеческими стволовыми клетками вряд ли удастся, поскольку пока нет человеческих клеточных линий со свойствами, аналогичными мышиным. Тем не менее, это «наиболее успешная на сегодня попытка "собрать" ранний эмбрион исключительно из культивируемых стволовых клеточных линий».