У березні минулого року ми повідомляли про новаторський експеримент ізраїльських вчених, яким вдалося виростити ембріони мишей у штучних матках. Тепер та ж команда дослідників пішла ще далі — вони виростили мишачі ембріони, які розвинули органи без використання сперми. Вчені зробили це, використовуючи лише стовбурові клітини.
Використовуючи лише стовбурові клітини шкіри, ізраїльські вчені виростили мишачі ембріони з мозком і серцем, що б’ється, що складається з понад мільйона клітин. Результати дослідження на цю тему були опубліковані в понеділок в науковому журналі Cell.
Одна третина типової вагітності миші
Завдяки роботі колективу проф. Джейкоб Ханна з Наукового інституту Вейцмана першим отримав ембріони будь-якого виду на настільки просунутій стадії розвитку, використовуючи лише стовбурові клітини.
Вісім днів, протягом яких розвивалися ембріони, становлять приблизно одну третину типової вагітності миші. Раніше можна було досягти лише стадії бластоцисти. Це «скупчення клітин», що складається з трофобласта, єдиного шару клітин навколо периферії ембріона, який утворить плаценту, і зародкового вузла, з якого, після успішного розвитку, буде сформований плід. Ембріони, які використовуються для ЕКЗ, знаходяться на стадії бластоцисти.
На думку експертів у ЗМІ, подібним чином – за допомогою стовбурових клітин шкіри – можна було б етично отримати заміну людських органів для трансплантації в майбутньому, не використовуючи сперматозоїди чи яйцеклітини.
Особлива система
Як зазначив проф. Ханна, в заяві для “The Times of Israel”, отримані ним ембріони нагадують звичайні ембріони, але не придатні для імплантації. Можливо, у майбутньому пацієнти зможуть пожертвувати клітини шкіри або крові для створення штучних ембріоноподібних структур, які, у свою чергу, зможуть забезпечити клітини, необхідні для росту органів.
Ключем до досягнення для Ганни є спеціальна система інкубації. Кожен ембріон міститься в пляшці з рідиною – повертається, щоб він не прилипав до неї. Інкубатор забезпечує умови для розвитку ембріона: достатній рівень кисню, тиск і температуру. Рідина, розроблена в тій же лабораторії, забезпечує ембріони необхідними поживними речовинами, гормонами та цукром.
За ними вже давно спостерігають
У березні 2021 року лабораторія Ханни використовувала інкубатор для вирощування – починаючи з 250-клітинних ембріонів – плодів мишей, які мали повністю сформовані органи. Для цього використовувалися штучні матки. Ми писали про експеримент тут.
«Різниця між цим дослідженням і тим, чого ми досягли зараз, полягає в тому, звідки беруться ембріони», — пояснила Ханна. – У попередньому дослідженні це були природні ембріони, отримані з яйцеклітин, запліднених спермою. Зараз ембріони створюють тільки зі стовбурових клітин, сказав він.
«У попередньому дослідженні ми запитували, що станеться, якщо взяти лише стовбурові клітини та помістити їх у цю машину», — додала Ханна. – Тепер ми знаємо відповідь: ембріони з ранніми органами, включаючи ранній мозок, серце, що б’ється, стовбурові клітини крові. Вони навіть імітують весь ембріон і тканини, що його оточують, включають плаценту та жовтковий мішок. Ніхто ніколи не створював просунутих ембріонів зі стовбурових клітин, тому це важливо. Це дозволить нам краще зрозуміти стовбурові клітини та органи ссавців і, ймовірно, матиме практичне значення в майбутньому, пояснив він.
У подальших експериментах вчені планують вивчити хімічні сигнали, які змушують ембріональні клітини перетворюватися на один тип тканини замість іншого. Як сказала Ханна, вони хочуть отримати відповідь на питання про те, що змушує одні стовбурові клітини будувати та формувати нервову трубку, а інші зрештою диференціюються в клітини, що вистилають кишечник.
«Наше наступне завдання — зрозуміти, як стовбурові клітини знають, що робити — як вони з’єднуються в органи та знаходять шлях до призначених місць в ембріоні», — сказала Ханна. «І оскільки наша система, на відміну від матки, прозора, вона може виявитися корисною для моделювання вроджених дефектів і імплантації людських ембріонів», — додав він.
Основне джерело фото: Shutterstock
