Модель эмбриона в натуральную величину
Впервые живой эмбрион вырастили из стволовых клеток
Анна Говорова, Infox.ru
Биоинженерам из Кембриджского университета удалось добиться большого успеха в области регенеративной медицины – из разных типов эмбриональных стволовых клеток они вырастили настоящий мышиный эмбрион, возраст которого составил 13 дней после оплодотворения, сообщает Infox.
(Из написанного ниже легко понять, что это не настоящий, способный к дальнейшему развитию эмбрион, а его оболочка. Но получение жизнеспособного эмбриона в задачи исследователей и не входило – ВМ.)
Как говорят сами авторы, их исследование поможет лучше понять процессы, которые происходят на самых ранних этапах эмбриогенеза, в том числе выяснить, когда и как что-то идет не так, и возникают проблемы, которые приводят к прерыванию беременности и выкидышу.
О результатах своей работы авторы сообщают в свежем выпуске журнала Science (Harrison et al., Assembly of embryonic and extra-embryonic stem cells to mimic embryogenesis in vitro).
Эмбриогенез человека и млекопитающих – процесс сложный и еще до конца не изученный. Известно, что после оплодотворения (слияния яйцеклетки со сперматозоидом) образуется зигота. Затем примерно 30 часов длится сложный процесс подготовки зиготы к дроблению. В результате дробления формируется морула (она напоминают ягоду малины). На 2-5 день после оплодотворения получается бластоциста – это уже довольная сложная структура, состоящая из разных типов стволовых клеток. Бластоциста какое-то время (до срока 13-14 дней после оплодотворения) еще свободно плавает в матке, а потом прикрепляется к ее стенке.
Бластоциста содержит три разных типа клеток: эмбриональные стволовые клетки – из них формируется весь организм, трофобластные стволовые клетки – из которых получается внутренний слой эмбриона и плацента. Третья группа клеток – эндодермальные стволовые клетки, из которых образуется желточный мешок, снабжающий эмбрион питательными веществами до того, как он прикрепляется к полости матки и начинает получать питание из плаценты.
В своем эксперименте ученые использовали две группы клеток мышей – эмбриональные и экстратрофобластные стволовые клетки. Их поместили в трехмерный каркас, где они могли расти и развиваться.
Удивительно, но эти клетки начали взаимодействовать с помощью сигнальных молекул. В результате процесс пошел точно так, как он и должен происходить в организме: эмбриональные стволовые клетки заняли одну часть каркаса, а экстратрофобластные – противоположную. Между ними образовалась полость. Как раз в ней и должен формироваться в последующем эмбрион. Процесс занял 14 дней. Все точно так, как и происходит в полости матки.
Бластоциста, выращенная in vitro, на четвертые сутки (слева). Бластоциста на вторые сутки (справа). Красным цветом показаны эмбриональные стволовые клетки, синим – экстратрофобластные стволовые клетки.
Фото: Sarah Harrison and Gaelle Recher, Zernicka-Goetz Lab, University of Cambridge.
Как говорят авторы, дальше развитие выращенной в лаборатории бластоцисты все равно не пошло бы. Поскольку использовали они только два типа клеток, а без стволовых клеток, дающих начало желточному мешку, бластоциста долго не живет.
«В нашем эксперименте два типа клеток начали взаимодействовать между собой, и именно поэтому запустился процесс развития. Иначе ничего бы не произошло. Именно поэтому предыдущие попытки вырастить эмбрион из стволовых клеток не имели успеха. Такое взаимодействие между разными типами клеток и определяет для каждой из них положение в нужном месте и в нужное время», – говорит ведущий автор исследования профессор Магдалена Зерника-Гоетц (Magdalena Zernicka-Goetz).
«Мы знали, что взаимодействие клеток важно, но нас удивило, что клетки действительно направляют друг друга в нужное место, указывая путь с помощью различных сигнальных молекул», – добавляют ученые (в пресс-релизе University of Cambridge Scientists create artificial mouse ‘embryo’ from stem cells for first time – ВМ).
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
03.03.2017