Клетки кожи для эмбриона

В израильской лаборатории вырастили синтетические мышиные эмбрионы с мозгом и бьющимся сердцем. Произошло это в ходе процедуры без яйцеклеток и без сперматозоидов. Использовались лишь стволовые клетки, взятые из кожи.

Прорывное исследование, опубликованное в рецензируемом журнале Cell, представляет собой первый случай, когда продвинутый эмбрион любого вида был создан только из стволовых клеток, отметил клеточный биолог профессор Джейкоб Ханна из научного Института имени Вейцмана.

Ханна, в исследовательскую команду которого входят израильтяне еврейского и арабского происхождения, а также палестинский аспирант, сказал, что предыдущие попытки позволили получить лишь бластоцисты, то есть структуры, сформировавшиeся на раннем этапе развития млекопитающих.

Ханна прокомментировал: «Примечательно, что не было ни спермы, ни яйцеклетки, ни матки, но нам удалось получить эмбрионы с бьющимся сердцем, сформированные за восемь дней только из стволовых клеток, – трети периода беременности мыши».

В будущем станет возможным использовать это исследование для выращивания искусственных структур, подобных человеческому эмбриону, для создания клеток, которые можно будет применять в футуристических медицинских решениях.

Ученые постоянно работают над способами использования клеток в целях выращивания органов для трансплантации. Очевидный источник таких клеток – обычные эмбрионы – считается проблемным с этической точки зрения.

Ханна сказал, что синтетические эмбрионоподобные структуры можно рассматривать совершенно по-разному. Они похожи на обычные эмбрионы, но не подходят для имплантации.

Он предвидит день, когда больные пациенты смогут сдавать клетки кожи или крови для выращивания искусственных эмбрионоподобных структур, которые, в свою очередь, могут давать клетки, необходимые для выращивания органов.

Ключом к результату Ханны является специальная инкубаторная система, в которой каждый эмбрион находится в бутылке с жидкостью. Посудина вращается, чтобы эмбрион не прилип к ее стенке. В инкубаторе создаются все необходимые условия для развития эмбриона, в том числе обеспечиваются требуемые концентрация газа, давление и температура. Жидкость, разработанная в лаборатории, дает эмбрионам все необходимые им питательные вещества, гормоны и сахар.

В марте 2021 г. лаборатория Ханны использовала инкубатор для выращивания 250-клеточных эмбрионов в зародыше мыши с полностью сформированными органами. При этом применялись искусственные матки. «Разница между прошлым исследованием и тем, чего мы достигли сейчас, заключается в том, откуда берутся эмбрионы, – объясняет Ханна. – В предыдущем исследовании это были естественные эмбрионы, полученные от мышей и возникшие в виде яйцеклеток, оплодотворенных спермой. Теперь эмбрионы получились исключительно из стволовых клеток».

Профессор добавил: «Во время предыдущего исследования мы задавались вопросом, что произойдет, если мы возьмем только стволовые клетки и поместим их в нашу машину. Теперь мы знаем ответ: эмбрионы с органами ранней формы, включая ранний мозг, бьющееся сердце, стволовые клетки крови. Они даже имитируют весь эмбрион, а окружающие его ткани включают плаценту и желточный мешок. Никто никогда не создавал продвинутых эмбрионов из стволовых клеток, так что это важно. Это улучшит понимание природы стволовых клеток и органов у млекопитающих и, вероятно, будет иметь практическое значение в будущем».

По мнению исследователей, научный прорыв в дальнейшем будет способствовать уменьшению количества экспериментов на животных и, в конце концов, проложит путь для новых источников клеток и тканей для трансплантации человеку. Например, пациентам с лейкемией, чьи клетки кожи могут трансформироваться в стволовые клетки костного мозга, что поможет в лечении заболевания.

 

Сергей ГАВРИЛОВ