Первые несколько дней развития человеческого эмбриона, известные как предимплантация, очень важны. Именно в это время формируются первые клетки, от которых зависит, сможет ли эмбрион выжить, как он приживется в утробе матери и как будут развиваться ткани плода. Сегодня все еще существуют логистические, этические и юридические ограничения для использования человеческих эмбрионов в исследовательских целях, поэтому ученые используют альтернативные методы, включая модели на основе стволовых клеток и животных.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Cell Biology, Софи Петропулос, научный сотрудник исследовательского центра Монреальского и Каролинского институтов, показывает, что морские свинки могут служить надежной и устойчивой моделью мелких животных для углубления нашего понимания двух ключевых областей исследований: сравнительной биологии и эмбриогенеза человека.
Морская свинка давно используется для исследований в области биологии развития, она очень похожа на человека с точки зрения общей физиологии. Кроме того, это единственное мелкое животное, у которого самки проходят полный эстральный цикл, как и женщины, проходят аналогичный процесс имплантации и развивают похожую плаценту.
«Несмотря на эти сходства, предимплантационное развитие не было изучено», — говорит Петропулос, заведующая кафедрой функциональной геномики репродукции и развития. «Наша лаборатория занимается изучением бесплодия и раннего развития человека, поэтому мы хотели найти модель, которую мы могли бы использовать для ответа на вопросы».
«В исследовании мы использовали метод, известный как секвенирование РНК одной клетки, чтобы составить полный атлас генов, участвующих в предимплантационном развитии морской свинки, и изучили их время и экспрессию. Мы также ингибировали и активировали сигнальные пути, чтобы увидеть, как эти гены могут повлиять на развитие эмбриона», — говорит она. «Когда мы сравнили развитие эмбриона морской свинки с нашими предыдущими работами, мы были очень удивлены поразительным сходством с ранним эмбриогенезом человека».
Это открытие дает новые возможности для понимания женского бесплодия и разработки терапевтических средств для обеспечения здоровой беременности. «Модель морской свинки может помочь ученым понять, как раннее воздействие лекарств или неблагоприятных факторов окружающей среды влияет на здоровье ребенка в долгосрочной перспективе, или почему у некоторых женщин имплантация не происходит», — говорит Петропулос.
Сейчас она и ее команда приступили к изучению постимплантационного развития эмбриона и гаструляции, во время которой формируются все органы и ткани человеческого тела. Поскольку 80% выкидышей происходят в первом триместре, ученые стремятся понять этот период развития человека, известный как «черный ящик».
В долгосрочной перспективе модель предимплантационного эмбриона морской свинки может дать чрезвычайно полезную информацию о наилучших условиях для развития здоровых эмбрионов и плодов, а также усовершенствовать лечение бесплодия и помочь репродуктивным технологиям.
[Фото: Freepik.com]
