Дослідники створили «повні» моделі людських ембріонів зі стовбурових клітин у лабораторії та виростили їх поза маткою, робота, яка відкриває шлях до досягнень у галузі фертильності, фармацевтичних випробувань та трансплантації. Дослідження опубліковано у журналі Nature.

Крихітні кульки тканини були створені шляхом поєднання стовбурових клітин, які організувалися в структури, що імітують тривимірну організацію всіх відомих особливостей, виявлених у ембріонів людини у віці від одного до двох тижнів.

«Це перша модель ембріона, яка має структурну організацію відсіків та морфологічну схожість із людським ембріоном на 14-й день», — сказав професор Джейкоб Ханна, який керував дослідженням в Інституті Вейцмана в Ізраїлі. Через два тижні кульки клітин були завширшки близько півміліметра.

За останні місяці в цій галузі з’явилося безліч статей учених, які об’єднали стовбурові клітини для створення структур, подібних до людських ембріонів, без необхідності використання яйцеклітин або сперми.

Хоча крихітні структури не ідентичні людським ембріонам, дослідники сподіваються, що незабаром вони стануть достатньо хорошими, щоб допомогти пролити світло на таємниці ранніх стадій людського розвитку і досі невідомі причини викидня.

Розуміння розвитку ембріона – особливо після двох тижнів перебування в утробі матері – це лише одна область, де вчені бачать вплив модельних ембріонів. Інший сценарій, який передбачає Ханна, — створення модельних ембріонів із клітин шкіри хворих пацієнтів. Вирощуйте модельні ембріони протягом місяця або близько того, і у них почнуть розвиватися органи, які можна буде використовувати як джерело клітин для трансплантації пацієнтам, каже він.

«Чи мають вони право віддавати свої власні клітини шкіри для виготовлення моделі ембріона та створення клітин, які врятують їм життя чи вирішать їхні медичні потреби? Це сценарій, який слід розглянути», – сказала Ханна Guardian. Перш ніж виростити модельний ембріон для донорської тканини, вчені мали змінити його генетику, щоб гарантувати, що у нього не розвинеться мозок чи нервова система, додав він.

Ще одне застосування, яке мають на увазі вчені, — використання модельних ембріонів для оцінки ймовірного впливу ліків на реальні людські ембріони. Оскільки вагітних жінок часто виключають із клінічних випробувань, лікарі не знають про побічні ефекти навіть деяких найпоширеніших методів лікування у вагітних жінок та немовлят.

Вчені описують, як вони використовували торішні процедури створення модельних ембріонів мишей . Вони змішали «наївні» людські стовбурові клітини, здатні перетворюватися на різні типи клітин, і виявили, що близько 1% з них утворили «повні» ембріоноподібні структури. Надалі вони розвинулися плацента, жовтковий мішок, зовнішня мембрана, звана хорионическим мішком, та інші особливості, очікувані в людських ембріонів тієї самої віку.

Свіжоприготовлені модельні ембріони еквівалентні людським ембріонам тижневого віку та культивуються в лабораторії ще тиждень. Ханна сказала, що через їх вік під час створення їм було «біологічно неможливо» імплантуватися в матку. «Цей препарат не можна використовувати при вагітності», — сказав він.

Проте вчені використовували тест на вагітність, щоб оцінити, наскільки добре ростуть модельні ембріони; коли рідину з чашки було поміщено на тест-смужку, вона дала позитивний результат.

Доктор Пітер Рагг-Ганн, який вивчає ембріональний розвиток в Інституті Бабрахама неподалік Кембриджа, сказав, що робота була «вражаючою» та «значною», але зазначив, що не всі особливості ранніх людських ембріонів були повністю відтворені. Наприклад, трофобласт, попередник плаценти, був присутній, але не був належним чином організований.

«Ця модель ембріона не зможе розвиватися, якщо її перенести в матку, тому що вона минає стадію, необхідну для прикріплення до слизової оболонки матки», — сказав Рагг-Ганн.

Але він сказав, що ця робота та подібні дослідження «справді порушують важливі етичні питання». «Ретельна оцінка та обговорення цього важливого питання ведуться на міжнародному рівні та у Великій Британії в рамках проекту «Управління моделями ембріонів на основі стовбурових клітин», — сказав він.