Исследователи создали синтетические эмбрионы из стволовых клеток

Учёные создали синтетические эмбрионы мышей из стволовых клеток, устранив необходимость в сперме, яйцеклетках и даже матке. Затем они были выращены почти до половины всего периода беременности, и в этот момент у них были все зарождающиеся органы, включая бьющееся сердце. Технология в конечном итоге может быть использована для выращивания органов для трансплантации.

Новое исследование, проведенное учёными из Института науки Вейцмана в Израиле, построено на двух этапах предыдущих работ команды. Первый включал перепрограммирование стволовых клеток в «наивное» состояние, которое позволяет им дифференцироваться во все другие клетки, включая другие стволовые клетки. Другая работа была сосредоточена на разработке устройства, которое могло бы более эффективно выращивать эмбрионы вне матки.

Объединив эти два метода, команда вырастила одни из самых передовых синтетических эмбрионов мыши на сегодняшний день. Клетки были разделены на три группы.

Одна группа содержала клетки, которые развивались в эмбриональные органы. Две других обрабатывали генами-регуляторами внеэмбриональных тканей – плацентой для одной группы и желточным мешком для другой. Затем три типа клеток были смешаны вместе в искусственной матке.

Оказавшись внутри, три типа клеток слипались вместе, образуя агрегаты, которые могли развиваться в эмбрионоподобные структуры. Как и следовало ожидать, только 0,5% - или 50 из примерно 10 000 - успешно развивались дальше.

Далее образовались сферы клеток и, в конечном итоге, удлинённые структуры, напоминающие естественные эмбрионы, в комплекте с плацентой и желточными мешочками. Они развивались более восьми дней, что составляет почти половину периода беременности мышей, и к этому моменту у них сформировались все ранние зачатки органов. В том числе, бьющееся сердце, хорошо сформированный мозг, кишечный тракт и начало позвоночного столба.

При ближайшем рассмотрении команда обнаружила, что форма внутренних структур и паттерны экспрессии генов этих синтетических эмбрионов соответствовали естественным с точностью до 95%. Их органы также были функциональными.

Данный метод может уменьшить потребность в тестировании на живых животных и в конечном итоге стать источником тканей и органов для трансплантации. Исследование было опубликовано в журнале Cell.