Главная › Новости

Они создали синтетический человеческий эмбрион. Что теперь?

Опубликовано: 27.10.2023

Они создали синтетический человеческий эмбрион. Что теперь?

Период до 14-й недели жизни эмбриона известен среди учёных как «черный ящик» развития человека. Законы и этические нормы допускают проведение лабораторных исследований только в эти сроки. С помощью искусственно созданных эмбрионов мы можем извлечь гораздо больше информации о начальных процессах развития, избавив от необходимости использовать настоящие эмбрионы.

Эмбриональное развитие человека

Эмбриональное развитие начинается с оплодотворения. Из уроков биологии в школе мы знаем, что это процесс объединения женских и мужских гамет (половых клеток) – яйцеклетки и сперматозоида. Происходит ли это естественным путем в женской репродуктивной системе или с помощью так называемых вспомогательное размножение вне человеческого тела, результатом которого является образование структуры, называемой зиготой. Во время овуляции у женщины в фаллопиевы трубы выбрасывается одна яйцеклетка (или несколько яйцеклеток в случае разнояйцевых близнецов). Оплодотворенная яйцеклетка (зигота) перемещается в матку и начинает делиться, образуя бластоцисту.

Бластоциста состоит из двух групп клеток, образующих внутреннюю (эритробласт) и наружную ее часть (трофобласт). Во время развития он окружен защитным слоем, называемым зоной пеллюцида(zona pellucida), похожим на яичную скорлупу. Клетки снаружи располагаются под этим покровом и на следующих этапах образуют плаценту и окружающие ее ткани. Клетки внутри становятся различными тканями и органами человеческого тела.

У человека клетки бластоцисты быстро делятся в первые несколько дней развития перед имплантацией в матку. Затем оболочка разрывается и высвобождает бластоциста, которая проходит через фаллопиевы трубы и имплантируется в матку на десятый день. Когда бластоциста достигает финальной стадии имплантации, она становится эмбрионом. Развиваются такие структуры, как рот, нижняя челюсть, горло. В это время также начинают формироваться кровеносная система и сердце. Развиваются уши, руки, ноги, пальцы и формируются глаза. На этом этапе уже сформирован головной и спинной мозг, а пищеварительная система и органы чувств только начинают развиваться. Первые образовавшиеся кости постепенно заменяют хрящ.

Между 10 и 12 неделями беременности эмбрион переходит в последнюю фазу развития – плод. Органы продолжают развиваться и расти, и на восьмом месяце плод становится ребенком. К концу беременности на девятом месяце ребенок реагирует на раздражители, может двигать всем телом и начинает чувствовать судороги.

Стволовые клетки

Стволовые клетки уникальны из-за их способности трансформироваться в различные типы специализированных клеток. Все органы человеческого тела происходят из эмбриональных стволовых клеток(ESC). ESC— полезный инструмент для изучения сложных механизмов, участвующих в развитии специализированных клеток и структур органов.

Стволовые клетки они также могут самообновляться. Они могут воспроизводиться много раз, в отличие, например, от нервных или мышечных клеток. Существует два типа деления стволовых клеток: симметричное и асимметричное. В симметричном получают две дочерние стволовые клетки, а в асимметричном – одну стволовую и одну дифференцированную.

То, как стволовые клетки остаются в недифференцированном состоянии, волнует большое количество ученых, занимающихся исследованиями эмбрионального развития, старения, регенеративных процессов и т. д. С другой стороны, возникает вопрос, что заставляет стволовые клетки становиться клетками определенного специализированного типа. Часть сигналов Провоцирующими этот процесс являются факторы (чаще всего различные виды гормонов), секретируемые окружающими клетками, физический контакт с соседними клетками и определенными молекулами микроокружения.

Модель синтетического человеческого эмбриона

Ранее в этом году Исследователи из Института науки Вейцмана опубликовали статью,описывающая создание первого искусственного эмбриона человека. Их модель эмбриона была создана из стволовых клеток без участия яйцеклетки и спермы. Искусственный эмбрион развивается к 14 неделе и выглядит как идеальный образец из учебника. Эмбрион находится в культуре клеток. В состав исследования также входит проведение теста на беременность путем взятия образца из среды, в которой «живет» эмбрион. Тест положительный, поскольку созданный эмбрион выделяет гормоны, характерные для этого периода.

Искусственному эмбриону удается точно имитировать структуры, характерные для ранних стадий эмбрионального развития. Чтобы добиться этого, ученые используют определенные химические стимулы, чтобы заставить стволовые клетки стать определенным типом дифференцированных клеток: эпибласт (который в конечном итоге становится плодом), трофобласт (который образует плаценту), гипобласт (который образует хорион). и внеэмбриональная мезодерма. 120 таких ячеек отбираются в определенном соотношении и объединяются в одну. Лишь малая часть этой смеси начинает самособираться, дифференцироваться и расти, пока наконец не станет похожей на копию (не совсем идеальную) настоящего человеческого эмбриона.

Ученые группы описывают это явление как «чрезвычайно прекрасную архитектуру». Но какая польза нам от подражания природе? Ученые надеются, что модели такого типа позволят выяснить конкретные механизмы формирования органов в организме человека, а также улучшить процедуры экстракорпорального оплодотворения. Еще одно применение — тестирование лекарств, чтобы определить, безопасно ли их принимать во время беременности.

Этика исследований человеческих эмбрионов

На момент исследования человеческих эмбрионов и линий эмбриональных стволовых клеток являются этически и юридически приемлемыми при условии соблюдения определенных правил и стандартов работы. Общее правило, применяемое во многих странах, заключается в том, что научные исследования с участием эмбрионов человека следует проводить только до 14-й недели их развития.

Однако модели эмбрионов технически и юридически не являются настоящими эмбрионами и не подпадают под действие тех же законов. Вопрос здесь в том, правильно ли пытаться создать технологию, с помощью которой искусственный эмбрион сможет вырасти после 14-й недели, чтобы узнать больше о начальных этапах развития человека. Ученые все еще разрабатывают новые правила работы с синтетическими эмбрионами. Эти модели позволят выяснить причины частых потерь беременности на самых ранних стадиях развития эмбриона, а также эпигенетические, генетические и хромосомные заболевания.

Изображение в заголовке: Раннее развитие человеческих эмбрионов. Источник: Flickr.com

Примите участие в ежемесячной поддержке СМИ с помощью пакета пожертвований. То есть он жив только благодаря вам – нашим бдительным, критическим и верным читателям.

поддерживать нас