Tuesday 25.01.2022|

    Партнёры

    Партнёры

    Партнёры

    Загрузка...
    Фото: Depositphotos.com
    Фото: Depositphotos.com

    Искусственный эмбрион поможет разгадать тайну зарождения жизни

    Так начали свою жизнь все люди, но процесс формирования человеческого эмбриона остается большой загадкой даже в 21 веке. В последние годы группы ученых со всего мира пытались разгадать эту тайну. Тот, кому это удастся, сможет создать искусственный эмбрион в лаборатории без яйцеклетки и спермы - и даже без матки для его развития. Такие эмбрионы помогут изучить эволюцию жизни и выявить нарушения в ней, но процедура также поднимает серьезные этические вопросы: если бы можно было создать человека в лаборатории, каков был бы его правовой статус по отношению к «обычным» людям? Кто будет считаться его родителями? И будет ли это обходным путем - вместо эволюционного - к совершенствованию человечества?


    Два исследования, опубликованные за последние недели в журнале Nature, описывают шаги, которые приближают нас к тому моменту, когда человек сможет создать нового человека - по своему образу и подобию, а также собственными руками. В одном исследовании, опубликованном две недели назад, исследователи сообщили, что им удалось создать человеческий эмбрион из эмбриональных стволовых клеток в лаборатории, и повторить его ранние стадии развития, пока он не соединился со слизистой оболочкой матки, в модели, имитирующей матку. Второе исследование проливает свет на процесс, который ученые до сих пор не смогли увидеть у человеческих эмбрионов: гаструляция. Это процесс, который происходит сразу после укоренения в утробе матери, в котором стволовые клетки ребенка начинают играть конкретную роль. Все клетки в организме содержат всю генетическую информацию, но при гаструляции определенные гены сначала активируются в разных клетках, и определяется их функция.

    14 дней
    Естественно, что плод образуется после оплодотворения яйцеклетки спермой. Эта встреча создает зиготу: первую клетку, в которой зародилась жизнь. Через пять дней, когда одна и та же зигота делится и сохраняет свой размер, она становится первой стадией существования плода - это структура
    из 64 - 128 клеток, известная как бластоциста. Еще через два дня зародыш укореняется в стенке матки. Стволовые клетки, из которых он состоит, делятся на три типа: тип, который развивается в сам эмбрион, эпибласт; тип, по которому развивается беременность и плацентарный мешок, трофобласт; и тип, клетки которого являются источником пуповины, гипобласт.

    Проведение исследований на неискусственных эмбрионах проблематично из-за этических и технических трудностей набора таких эмбрионов для исследования и выполнения с ними лабораторных манипуляций. Синтетические заменители, напротив, могут производиться в больших количествах, что позволяет исследовать самые ранние стадии беременности - начало жизни.


    Первое исследование не только позволило реконструировать первые две стадии развития плода. Его результаты могут способствовать разработке негормональных контрацептивов и значительно повысить эффективность лечения бесплодия. В ходе исследования ученые из Института молекулярной биотехнологии в Австрии (IMBA) смогли создать структуры, похожие на бластоцисты, в чашке Петри - это та же самая структура, которая составляет первую стадию плода. Примерно год назад аналогичная вещь уже была проделана учеными, но в текущем исследовании им также удалось укоренить эту структуру в модели, похожей на матку. Искусственные структуры (так называемые бластоиды) достоверно имитировали процессы развития плода сроком до 13 дней.

    Через 13 дней ученые остановились. Хотя речь не идет о настоящих эмбрионах, исследователи последовали этическим правилам научного сообщества, согласно которым эмбрионы не должны выращиваться в лаборатории более 14 дней. Этот порог определяется потому, что, предположительно, на этой стадии у плода начинают формироваться нервные клетки. Выводы второго исследования, которое будет описано ниже, могут изменить это предположение.

    В настоящем исследовании ученые сделали два важных открытия: первое - это молекула, которая предотвращает прикрепление клеток того типа, который станет плацентой, к стенке матки. Теперь они попытаются использовать эту молекулу - SC144 - для разработки негормонального противозачаточного средства. Такие контрацептивы можно принимать только при необходимости (и не регулярно), без побочных эффектов, характерных для гормональных контрацептивов. Еще одним открытием является распознавание молекулы, улучшающей дифференциацию стволовых клеток. Эта молекула - LPA - может увеличить шансы развития эмбриона при лечении бесплодия.

    «Новая модель очень впечатляет, но до того, как она будет использована на практике, еще долгий путь», - рассказала изданию «ХаАрец» исследователь развития плода и врожденных пороков развития, доктор Шошана Савьон из отделения клеточной биологии и биологии развития медицинского факультета имени Саклера, тель-авивского университета.

    Глава лаборатории биологии стволовых клеток и генетического развития в Институте Фрэнсиса Крика в Лондоне, профессор Робин Ловелл-Бэдж, подчеркнул в беседе с изданием важность сравнения с реальной беременностью и ограничения, которые этика накладывает на исследователей. Чтобы убедиться, что эмбрионы, полученные из стволовых клеток, хорошо демонстрируют раннее развитие, необходимо как можно дольше проводить подробные сравнения между искусственными и человеческими эмбрионами. Человеческие эмбрионы можно изучать только до достижения 14-дневного возраста, но Ловелл-Бэдж считает, что этого периода времени может быть недостаточно: «Потому что только после этого возраста у эмбрионов в процессе гаструляции начинает развиваться сложность клеток».

    Второе исследование, обнародованное три недели назад, может привести к продлению срока изучения человеческих эмбрионов за пределы 14 дней. Исследователи смогли пролить свет на еще один загадочный процесс: первую активацию определенных генов в разных клетках, которая определяет их функцию. Гаструляция. Превратятся ли они затем в кожу или нервные клетки, в зубы или глаза? Этот процесс малоизучен, поскольку женщины часто не подозревают, что беременны на этой стадии, когда плод содержит всего около тысячи клеток. Но исследователи из Оксфордского университета смогли получить на этом этапе редкий образец плода: женщина обнаружила, что беременна на очень ранней стадии, прервала беременность и пожертвовала плод для научных исследований.


    По словам ученых, они ждали подобной возможности пять лет. Благодаря их терпению, новое исследование является первым прямым доказательством того, как стволовые клетки дифференцируются у людей в результате гаструляции. Они выполнили секвенирование РНК каждой клетки, чтобы проверить, какие гены в них активны. Это создало своего рода «карту», ​​которая показывает, какими функциями наделяются различные клетки, и их расположение в двухнедельном плоде.

    Если раньше стволовые клетки производились только из живых эмбрионов, то сегодня их можно производить из самых разных клеток, и этот процесс становится все проще и проще. В 2006 году японский исследователь Синъя Яманака получил Нобелевскую премию за успех в создании стволовых клеток ребенка из клеток кожи.

    Гидон Лев, «ХаАрец», Н.К. Фото: Depositphotos.com


    ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

    DW на русском: главные мировые новости

    ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ
    МНЕНИЯ
    ПОПУЛЯРНОЕ
    Размер шрифта
    Send this to a friend