Китайські дослідники імплантували в матку макакам штучні ембріони, вирощені зі стовбурових клітин. Самки макак зрештою успішно завагітніли, однак ембріони у них не розвивалися далі 20 дня. Дослідження, що його описали в журналі Cell Stem Cell, допоможе у вивченні людського ембріонального розвитку без порушення етичних проблем.
Самка і дитинча крабоїдного макаки. Rossche / Wikimedia Commons
Навіщо вирощувати штучні ембріони?
Біологія та медицина ще багато чого не знають про ембріональний розвиток людей, як-от точні механізми формування органів та вроджених патологій. Головним чином це через обмежену кількість доступних для вивчення ембріонів та етичні перешкоди, які супроводжують досліди з людськими зародками. Через це вчені працюють над створенням штучних зародкових структур, ембріоїдів, які імітують розвиток справжніх ембріонів. Це робиться через використання стовбурових клітин, оброблених відповідним коктейлем хімічних речовин, який запускає їх перетворення шляхом формування з них ембріона.
Але без імплантації в матку жінки, що також є неетичним, такий зародок розвивається лише до стадії бластоїду — аналогу бластоцисти, яка є сферою клітин із порожниною, що з'являється приблизно за тиждень розвитку. Нещодавно імплантацію вдалося зімітувати «у пробірці», але далі у вирощуванні ембріонів поза маткою ще не просунулися. Та вчені на чолі з дослідниками Китайської академії наук вирішили, що допомогти можуть крабоїдні макаки (Macaca fascicularis) — популярні піддослідні тварини, яким не заборонено вживляти штучні ембріони і які подібні фізіологічно до людей.
Бластоїд зі стовбурових клітин макаки. Jie Li / Nature
Що ж зробили із макаками?
Вчені використали стовбурові клітини макак, які обробили речовинами, потрібними для запуску процесу формування зародка. Приблизно за тиждень клітини у пробірках стали нагадувати бластоцисти, зокрема за експресією генів. Ще приблизно за тиждень в ембріоноподібної структури з'явилися елементи, схожі на зародкову оболонку амніон та жовтковий мішок. У штучного зародка також відмітили процес ранньої стадії гаструляції — утворення трьох зародкових листків, а пізніше й клітини, з яких формується кровоносна система. Однак знайшлися і клітини, які вчені не змогли класифікувати, тож ембріоїди наразі не є точними копіями зародків.
У наступних дослідах науковці спробували імплантувати 8-10-денні бластоїди у матку сурогатним самкам макак. Як показало ультразвукове обстеження, у трьох із восьми самок ембріоїди успішно прижилися й навколо них сформувався гестаційний мішок. У однієї з них через 10 днів після трансплантації відмітили й утворення імовірного жовткового мішка. Аналіз крові також підтвердив, що три самки вагітні. Утім, протягом 20 днів розвитку гестаційний і жовтковий мішок самостійно зникли, а ембріоїди далі не розвивалися.
Хоча вагітність штучними ембріонами у макак тривала недовго, це дослідження має важливе значення. Воно може допомогти зрозуміти, чому відбуваються викидні на ранніх термінах вагітності, та виявити критично важливі для розвитку ембріонів фактори. Але у майбутньому дослідники хочуть вдосконалити вирощування ембріоїдів, щоб подовжити їхній розвиток.
Раніше ми писали, що дослідники створили химерні ембріони із клітин людини та макаки, доростивши їх до тритижневого віку.