Впервые в лаборатории выращены полноценные модели 2-недельных человеческих эмбрионов

Ученые успешно создали модели эмбриона человека, используя стволовые клетки, культивируемые в лаборатории. Эти модели позволяют получить беспрецедентное представление о критически важной первой неделе после имплантации в стенку матки, проливая свет на проблемы фертильности, ранней потери беременности и врожденных пороков развития. Этот прорыв предлагает новый этичный способ изучения этапов развития человеческого эмбриона, которые долгое время оставались загадкой.

В то время как остальные восемь месяцев беременности характеризуются бурным ростом, именно первый месяц является ключом к пониманию важнейших аспектов развития человека. Однако из-за этических и технических проблем этот период остается для ученых "черным ящиком". Молекулярный генетик Якоб Ханна из Научного института Вейцмана (Израиль) объясняет: "Наша модель человеческого эмбриона, полученная из стволовых клеток, предлагает этичный и доступный способ заглянуть в этот ящик".

Международная группа исследователей достигла этого прорыва, заставив генетически немодифицированные стволовые клетки человека сформировать сложные структуры, имитирующие эмбриональное развитие человека. Этот процесс демонстрирует удивительную способность стволовых клеток человека к самоорганизации, развивая предыдущие достижения в создании эмбрионоподобных стволовых клеток. Предоставив исследователям новые возможности для изучения этих важнейших этапов, данное открытие позволило преодолеть практические и этические проблемы, препятствовавшие прогрессу в данной области.

В отличие от предыдущих моделей, эти модели эмбрионов человека, полученные из стволовых клеток, демонстрируют ключевые особенности, которые ранее не были известны. К ним относятся три линии, отвечающие за формирование плаценты и эмбриональных опорных структур, а также слой клеток, дающих начало эмбриону, прежде чем он свернется и разовьется в различные ткани и органы. Такое комплексное представление эмбрионов человека на ранних стадиях развития открывает новые возможности для исследований.

Исследовательская группа определила оптимальные условия, такие как количество клеток, соотношение клеточных смесей и состав культур, для различных стадий развития, начиная с имплантации, которая происходит через 7-8 дней после оплодотворения. Полные СЭМы человека (структурные модели эмбрионов на основе стволовых клеток) продемонстрировали динамику развития, близкую к основным характеристикам эмбриогенеза на постимплантационной стадии вплоть до 13-14 дня после оплодотворения. Эти модели точно отображают сборку всех известных линий и компонентов эмбрионов человека ранних стадий, что позволяет получить ценные сведения об их формировании.

Сравнивая профили клеток из набора данных SEMs человека с эталонным набором данных, исследователи обнаружили поразительное сходство в паттернах экспрессии генов и составе типов клеток вскоре после имплантации эмбрионов человека. Это еще раз подтверждает точность и актуальность моделей, созданных на основе стволовых клеток, для изучения раннего развития человека.

Хотя человеческие СЭМ не идентичны реальным эмбрионам, они служат мощной моделью, открывающей широкие возможности для исследований. Теперь ученые смогут изучить тонкости раннего развития человеческого эмбриона, разгадать тайны, связанные с бесплодием и потерей беременности, и глубже понять происхождение врожденных пороков развития. Это открытие способно коренным образом изменить наши представления о репродукции человека и проложить путь к новым достижениям в области репродуктивной медицины.