Китайские биологи первыми в мире заставили искусственные эмбрионы вырастить собственные органы
Китайские учёные из Института зоологии Китайской академии наук сообщили о создании первой лабораторной модели человеческого зародышевого диска, которая не просто имитирует раннее развитие, а формирует базовые клетки будущих органов. Фактически это прорыв в сфере трансплантационной медицины, который со временем приведёт к возможности выращивать под заказ человеческие органы, необходимые для пересадки.
Принятая в медицинской среде этика запрещает культивирование человеческих зародышей старше 14 дней. Между тем именно на третьей неделе плод начинает превращаться из двумерной клеточной структуры в объёмное тело с началом формирования базовых клеток для последующего превращения их в полноценные органы. Этот этап называется гаструляция.
Проблема ранее используемых моделей зародышей заключалась в том, что лежащие в их основе стволовые клетки могли превращаться в отдельные типы клеток, но не воспроизводили первичную полоску — структуру, благодаря которой клетки начинали направленную миграцию и переход к формированию тела. В результате развитие в культуре обычно происходило случайным образом и было плохо управляемым.
В новой работе учёные использовали подход пространственной биологии: исследователи опирались на карты раннего эмбрионального развития и с помощью специального приспособления размещали разные типы клеток в строго заданных позициях. Фактически они вручную воспроизводили геометрию, которая позволяла правильным образом воссоздать взаимодействие эмбриональных и внеэмбриональных тканей и, следовательно, могла запустить организованную миграцию клеток по поверхности диска. Данная методика позволила более чем 80 % созданных моделей успешно воспроизвести ключевые процессы раннего развития зародыша, включая появление структур, похожих на первичную полоску. Программноеобеспечение
За семь дней культивирования модельные зародыши сформировали нервную трубку, примитивную кишку с предшественниками лёгких, печени и поджелудочной железы, а также зачаточную сердечную камеру, способную к самостоятельным ритмичным сокращениям. Одноклеточный анализ показал, что клеточный состав таких моделей близок к человеческому эмбриону примерно на 21-й день развития. До выращивания полноценных органов для трансплантации ещё далеко, но работа создаёт платформу для контролируемого получения предшественников органов, изучения врождённых нарушений развития и разработки будущих технологий регенеративной медицины.
Начало
Вход
Регистрация