Ученые из Кембриджа (Великобритания) создали структуру, напоминающую эмбрион мыши, в культуре из двух типов стволовых клеток и 3D-подложки для роста. Понимание ранних стадий развития эмбрионов поможет объяснить, почему у людей часто прерывается беременность на самых ранних сроках. Работа опубликована в Science.
Ранее все попытки вырастить эмбрионоподобные структуры из эмбриональных стволовых клеток были неудачными. Ученым не удавалось преодолеть проблему координации разных типов клеток на ранней стадии развития эмбриона. Как рассказали в своей статье ученые из Кембриджа, им удалось вырастить такие структуры, используя комбинацию эмбриональных и трофобластных стволовых клеток (ESC и TSC) на подложке из внеклеточного матрикса.
«Эмбриональные и внеэмбриональные клетки начинают общаться друг с другом и организуются в структуру, которая напоминает и ведет себя как эмбрион. Структура имеет анатомически правильные отделы, которые развиваются в нужном месте и в нужное время», — цитирует пресс-служба руководителя исследования профессора Магдалену Церника-Гетц (Magdalena Zernicka-Goetz) из отдела физиологии, развития и нейронаук Кембриджа. Ученые обнаружили, оба типа стволовых клеток общаются на хорошем уровне, то есть клетки сообщают друг другу, где в эмбрионе им себя разместить.
Сравнив искусственный эмбрион с нормальным эмбрионом, ученые показали, что его развитие следует тем же схемам развития, что и у нормального эмбриона. Стволовые клетки самоорганизуются с ESC на одном конце и TSC на другом. Затем открывает полость вверх в пределах каждого кластера до соединения и в большую, так называемую про-амниотический мешок, где будет развиваться зародыш.
Несмотря на схожесть с обычными эмбрионом, искусственная структура вряд ли разовьется в здоровый плод, полагают ученые. Для этого ему нужна третья форма стволовых клеток, которые помогут развитию желточного мешка, питающего эмбриона, внутри которого разовьется сеть кровяных телец. Кроме того, система не была оптимизирована для корректного развития плаценты.
Ученые продолжат работу, чтобы повторить в искусственной структуре этапы развития нормального эмбриона до 14 дней.
Ранее группа Магдалены Церника-Гетц создала метод, позволяющий выращивать эмбрионы в пробирке до двух недель.
[Исллюстрация: Sarah Harrison and Gaelle Recher, Zernicka-Goetz Lab, University of Cambridge]
