Новости

Oct 25, 2023

Исследователи получили эмбрионы приматов, чтобы начать развитие органов в культуральных чашках

Лита Качо - 1 июня 2023 г., 15:15 Ученые UTC установили новый рекорд

Лита Качох - 1 июня 2023 г., 15:15 UTC

Ученые установили новый рекорд выращивания эмбрионов приматов вне матки, о чем сообщается в майском номере журнала Cell. Впервые эмбрионы обезьян культивировались в лаборатории в течение 25 дней после оплодотворения, достигая ключевых вех развития, никогда ранее не наблюдавшихся в культуре, включая начало развития органов. Возможность отслеживать эти процессы в лаборатории может стать важным шагом на пути к пониманию врожденных врожденных дефектов и развития органов у человека.

Ранние стадии развития животных, часто называемые эмбриогенезом, включают в себя переход от, казалось бы, ничем не примечательного скопления клеток к сложному и разделенному на отдельные части организму. По завершении эмбриогенеза клетки начали путь к специализации, и начали формироваться системы органов. У млекопитающих этот процесс обычно происходит в комфортной и уединенной обстановке матки, что затрудняет наблюдение даже с появлением современных методов визуализации. И сложно экспериментировать с факторами, которые могут повлиять на развитие.

Все это побудило биологов развития искать способы заставить этот процесс происходить в культуральной чашке, минуя эти ограничения. Изучение эмбриогенеза человека ограничено по этическим и юридическим соображениям. Хотя конкретные рекомендации могут варьироваться от страны к стране, результатом является почти глобальный запрет на содержание человеческих эмбрионов, поддерживаемых в лаборатории, в течение последних 14 дней — до того, как сформируется прародитель нервной системы. Эта деталь имеет особое медицинское значение, поскольку нарушения в формировании нервной системы могут привести к ряду заболеваний, поражающих позвоночник, спинной и головной мозг, включая расщелину позвоночника.

Большая часть нашего понимания этого процесса основана на исследованиях эмбрионов мышей и кур.

Но даже мышь — это нечто большее, чем просто прыжок, скачок и прыжок от человека на древе жизни; хотя в некоторых отношениях мы удивительно похожи, существуют заметные различия в сроках развития и активности генов, и даже физическое устройство эмбриона различно.

Две независимые группы исследователей, публикующие подряд статьи, попытались восполнить этот пробел, разработав систему изучения эмбриогенеза у приматов. Используя оплодотворенные эмбрионы макак (Macaca fascicleis), обе группы смогли культивировать эмбрионы приматов в течение 25 дней после оплодотворения. Это превосходит предыдущий рекорд в 20 дней, что позволяет исследователям стать свидетелями более продвинутых стадий развития органов.

Каждая группа разработала свою методику, но обеим удалось получить эмбрионы, которые больше напоминали свои внутриутробные аналоги, чем когда-либо прежде. Одним из ключей к достижению этого было содействие трехмерному росту эмбриона. Предыдущие усилия основывались на двумерных условиях культивирования, которые сопровождались чрезмерным разрастанием тканей и, в конечном итоге, разрушением эмбриона к 20-му дню. Чтобы решить эту проблему, команда под руководством Хунмей Вана оптимизировала условия культивирования в жидкой суспензии, тогда как группа Тао Таня использовала механические опоры. . Оба подхода, казалось, способствовали правильному трехмерному росту.

Выживаемость эмбрионов до 25-го дня колебалась примерно от 20 до 40 процентов, в зависимости от исследования и конкретного используемого показателя. Возможно, это не совсем эффективный успех с высокой пропускной способностью, но это значительное улучшение по сравнению с более ранними методами. Важно отметить, что эмбрионы, дожившие до 25 дней, имели многие признаки эмбриона внутриутробного развития, такие как три слоя эмбриональной ткани, в конечном итоге ответственные за формирование плода (энтодерма или слизистая оболочка кишечника, эктодерма, формирующая кожу и нервы, и мезодерма, то есть все остальное). Исследователи также задокументировали доказательства дальнейшего органогенеза и формирования нервной трубки, из которой впоследствии формируется головной и спинной мозг.

Все это делает очень многообещающий шаг к созданию удобной системы для изучения эмбриогенеза приматов, но методы далеки от совершенства. В настоящее время эмбрионы не выживают более 25 дней ни при каких условиях. Тем не менее, обе группы предположили, что оптимизированное сочетание ростовых и сигнальных молекул в сочетании с более совершенными механическими опорами может лучше имитировать условия в утробе матери и поддерживать эмбрионы на даже более поздних стадиях развития.