Китайским биологам удалось провести первые этапы эмбрионального развития обезьян «в пробирке», наблюдая формирование бластулы, гаструлы и появление амниотического мешка. Такие искусственные эмбрионы успешно пересадили самкам макаки и запустили у них беременность.
Эмбриональное развитие — невероятно сложный процесс, при котором из одной-единственной клетки возникает целый организм, включая человеческий. Нарушения на любом этапе могут вести к самым тяжелым последствиям, и чтобы научиться с ними бороться, нужно лучше его исследовать. Однако подобная работа на настоящих человеческих эмбрионах невозможна из-за понятных этических соображений, и многие шаги эмбриогенеза остаются загадкой. Поэтому ученые ищут другие, более корректные подходы к этой проблеме.
Например, они получают искусственные аналоги эмбрионов — эмбриоиды, которые выращивают «в пробирке». Для этого используют не обычные оплодотворенные яйцеклетки, а стволовые — клетки, полученные из обычных соматических, которые с помощью специальных сигнальных молекул возвращают в исходное, «младенческое» состояние. Несколько лет назад биологи запустили эмбриональное развитие стволовых клеток человека, впервые наблюдав их превращение в бластоид и гаструлоид — аналоги бластулы и гаструлы, самых ранних этапов развития эмбриона.
Впрочем, для подобных экспериментов действуют и другие строгие ограничения. Они не позволяют работать с эмбриоидами человека возрастом более 14 дней и уж тем более запрещают их имплантацию суррогатной матери. Это стимулирует создание методов работы с зародышами и самками других животных, максимально близких к нам. Такие эксперименты провели недавно ученые из Китайской академии наук, статья которых опубликована в журнале Cell Stem Cell.
Биологи работали с эмбриональными стволовыми клетками макак-крабоедов (Macaca fascicularis). Культивируя их в лаборатории, ученые получили бластоиды, а затем наблюдали и процесс гаструляции — формирования трех зародышевых листов, из которых впоследствии образуются разные ткани организма. Некоторые из таких гаструлоидов даже перешли к следующему этапу и начали затягиваться амниотическим мешком. Все это соответствовало той же стадии развития, через которую человеческие эмбрионы проходят на 18-21-й день после оплодотворения.
Дальнейшие эксперименты с этими эмбрионами in vitro оказались невозможны: зародыши коллапсировали «в пробирке». Поэтому ученые пошли дальше и часть бластоидов, доведя до семидневного возраста, имлантировали трем самкам макак. Каждой вносили от восьми до десяти зародышей, после чего отслеживали начало беременности с помощью УЗИ, а также анализов гормонов.
На первых этапах все шло нормально: у самок начинался рост плодных оболочек, рос уровень прогестерона и хорионического гонадотропина. Впоследствии все зародыши «рассосались». Однако главное в том, что беременность стартовала, а значит, полученные искусственно бластоиды в основных чертах не отличаются от естественных, открывая широкие перспективы для новых исследований.