Най-напредналите лабораторни модели на човешки ембриони изглеждат като истински – те приличат, макар и да не се възпроизвеждат напълно, естествени ембриони около 14 дни в развитието.
Тези направени в лаборатория модели на ембриони отварят прозорец към най-ранните етапи на човешкото развитие, когато оплодената яйцеклетка първо започва да се дели и се имплантира в стената на матката. Изследователите се надяват, че подобни модели ще бъдат полезни за изучаване на вродени дефекти, които се появяват в началото на развитието, причините, поради които бременността може да се провали на този етап, и как излагането на лекарства засяга развиващите се ембриони.
Екипът зад тези ембриоподобни сфери от клетки се ръководи от Джейкъб Хана, биолог по стволови клетки в Научния институт Вайцман в Израел. Изследователите за първи път обявиха, че са отгледали 14-дневни ембрионални модели през юни в базата данни за предпечат bioRxiv, на фона на множество други все още непрегледани документи за модели на ембриони, направени от три други групи. Сега статията на Хана и неговия екип е публикувана в рецензираното списание Природата.
„За разлика от подобни проучвания, публикувани по-рано тази година, тези ембриоподобни структури съдържат повечето от видовете клетки, открити в развиващите се ембриони,“ Дариус Видерапрофесор по биология на стволови клетки и регенеративна медицина в университета в Рединг в Обединеното кралство, който не е участвал в работата, каза CBS.
Свързани: Раждане на бебе: Етапи на бременността по триместър
Преди това, по-прости модели на човешки ембриони са били отглеждани за по-кратки периоди от време, а по-напреднали модели на миши ембриони са били отглеждани до точката, в която са започнали да растат мозъци и биещи сърца. След това през юни четирите изследователски групи публикуваха предварителни отпечатъци – научни документи, които тепърва ще бъдат подложени на партньорска проверка – описващи модели на човешки ембриони, които са култивирали, за да бъдат много по-напреднали.
Всички тези модели започват като стволови клетки, неспециализирани клетки, които могат да дадат начало на различни видове клетки, като придобият нови черти, докато се делят. Някои от групите генетично променят тези стволови клетки, за да ги тласнат към създаването на ембрион и спомагателните му тъкани, като плацентата.
Но групата на Хана използва само химикали, за да принуди стволовите клетки да образуват тези тъкани. Този подход води до по-точен ембрионален модел, казват те, с по-реалистична цялостна структура и различни видове клетки, според изявление от института Weizmann.
За да направят своите модели, екипът на Хана първо привежда стволовите клетки в „наивно“ състояние, от което могат да произведат всеки тип клетка. След това тези наивни клетки се създават, за да образуват клетки на ембриона, плацентата, жълтъчната торбичка и „екстраембрионалната мезодермална мембрана“ – предшественика на хорионния сак, най-външната мембрана, която заобикаля плода. Всички тези клетки се смесват заедно и около 1% в крайна сметка се събират, за да образуват топки с отчетливата 3D архитектура на истински човешки ембрион.
„Сходството с естествения ембрион е забележително, почти странно“, Джеси Веенвлиетбиолог по развитието в Института Макс Планк по молекулярна клетъчна биология и генетика в Германия, каза Science когато предпечатът на лабораторията Hanna отпадна през юни. За разлика от тях моделите на ембриони, направени с генетично модифицирани стволови клетки, са критикувани като имащи много различна структура от човешките ембриони, Природата съобщи.
„Това е първият модел на ембрион, който има структурна организация на отделението и морфологично сходство с човешки ембрион на 14-ия ден“, каза Хана Пазителят.
Въпреки че новите модели трябва да бъдат полезни в изследванията, тяхното създаване идва с етични въпроси – като за начало, колко време трябва да се остави да узреят лабораторно направени ембриони? В исторически план учените обикновено са следвали „14-дневното правило“, според което такива ембриони не трябва да се оставят да узряват повече от две седмици, но някои са твърди, че времевият прозорец трябва да бъде разширен. Изследователи по света все още се борят с тези въпроси, въпреки че моделите на ембриони непрекъснато стават все по-сложни.