Впервые в истории науки созданы искусственные эмбрионы
2022-08-08 08:40
Исследователи из Научного института Вейцмана в Израиле создали синтетические эмбрионы мыши из стволовых клеток, не используя сперму, яйцеклетки и даже матку. Затем они были выращены почти до половины всего срока беременности, после чего у них появились все зачатки органов, включая бьющееся сердце. Это открытие удалось после соединения двух прошлых исследований научной группы. Первое из них связано с перепрограммированием стволовых клеток в «наивное» состояние, которое позволяет им дифференцироваться во все другие клетки, включая другие стволовые клетки. Другая работа была направлена на разработку устройства, которое могло бы более эффективно выращивать эмбрионы вне утробы матери.
Объединив эти два метода, группа специалистов начала с наивных стволовых клеток мыши, которые культивировались в чашке Петри в течение нескольких лет. Они были разделены на три группы, которым были определены ключевые роли в развитии эмбриона. Одна группа содержала клетки, которые должны были развиться в эмбриональные органы. Две другие были обработаны генами-регуляторами внезародышевых тканей - плаценты для одной группы и желточного мешка для другой. Затем три типа клеток были смешаны вместе в искусственной матке, которая тщательно контролировала давление и кислородный обмен, а также осторожно перемешивала содержимое, имитируя естественный поток питательных веществ.
Только 50 из примерно 10 000 эмбрионов успешно развивались дальше. Эти несколько «счастливчиков» начали формировать сферы клеток, а в конечном итоге вытянутые структуры, напоминающие естественные эмбрионы, с плацентой и желточным мешком. Им позволили развиваться более восьми дней, что составляет почти половину срока беременности мыши, и к этому моменту они сформировали все ранние предшественники органов, что включало бьющееся сердце, циркуляцию стволовых клеток крови, хорошо сформированный мозг, кишечный тракт и зачатки позвоночного столба. Ученые обнаружили, что форма внутренних структур и характер экспрессии генов этих синтетических эмбрионов совпадали с естественными с точностью до 95%. Их органы также выглядели функциональными.