Сначала ученые взяли донорские эмбрионы, оставшиеся от процедуры ЭКО. Эти эмбрионы вырастили в специальном устройстве — в «искусственной матке», — до процедуры закрепления к стенке. На каждом этапе — до закрепления и после закрепления — ученые составляли более 14 тысяч карт активных генов отдельных клеток.
Новый тест показал, чем отличаются лабораторные эмбрионы от реального развития человека
Ученые из Сиднейского университета создали точную систему оценки искусственно выращенных моделей эмбрионов человека — бластоидов. Эти клеточные структуры, получаемые из стволовых клеток, внешне напоминают зародыши первых дней жизни и активно используются для изучения причин бесплодия, выкидышей и ранних патологий. До сих пор у научного сообщества не было единого инструмента, позволяющего проверить, насколько молекулярные процессы в бластоидах совпадают с реальным развитием человеческого организма.
Бластоид. https://www.science.org/content/article/researchers-re-create-key-human-embryo-stage-lab
Почему ученые ищут замену реальным эмбрионам. Исследования раннего развития человека жестко ограничены этическими нормами и законами. Во многих странах действует «правило 14 дней», запрещающее культивировать переданные донорами человеческие эмбрионы в лаборатории дольше двух недель — момента, когда начинает формироваться нервная полоска. Кроме того, доступ к донорскому материалу крайне ограничен, из-за чего бластоиды из стволовых клеток остаются единственной масштабной альтернативой для науки.
Схема исследования.
Составленный атлас показал активные гены и правильные пути развития всех ключевых клеточных линий реального эмбриона. Затем авторы сопоставили с этим эталоном четыре популярных мировых протокола создания бластоидов, оценивая не просто внешнюю форму под микроскопом, а точность хронологии, активность генов и свойства получаемых клеток. Работа опубликована в журнале Cell Systems.
Продолжение ниже
Видео
Продолжение
Иллюзия сходства и единый эталон
Различные формы бластоидов, выращенных из стволовых клеток кожи.
Сравнение показало, что ни одна из существующих лабораторных моделей не воспроизводит развитие человека идеально. Некоторые протоколы успешно формируют три основные клеточные линии, близкие к естественным. В других же наблюдаются серьезные сбои: либо отдельные типы клеток отсутствуют, либо возникают аномальные состояния, не имеющие аналогов в настоящем бластоцисте. Молекулярный анализ показал, что визуальное сходство бывает обманчивым, а клетки бластоидов могут следовать искаженным биологическим программам.
«Если мы собираемся использовать эти системы для ответа на важные биологические вопросы, нам сначала нужно понять, о чем они говорят», — отметил соавтор работы, доцент Пенъи Янг.
По его словам, полученные результаты не перечеркивают работу коллег по созданию моделей, но требуют высокой дисциплины при их применении. Авторы выложили созданную систему оценки и наборы данных в открытый доступ, чтобы лаборатории по всему миру могли объективно проверять качество бластоидов и совершенствовать методы их выращивания.
Загружаем