Китайские ученые использовали стволовые клетки обезьяны для создания структур, подобных эмбрионам. Эмбрионы, разработанные в лаборатории, по-видимому, проходят через самые ранние стадии беременности, когда их имплантируют женщинам. Это исследование направлено на расширение нашего понимания эмбрионального развития и раннего формирования органов без этических дилемм, связанных с использованием эмбриональных клеток человека.
Мы знаем, что потенциальные возможности применения стволовых клеток как в науке, так и в медицине весьма широки. Исследователи Китайской академии наук использовали стволовые клетки макаки-крабоеда ( Macaca fascicularis ) для создания искусственного эмбриона. Полученный эмбрион имплантировали самкам макак. Наблюдения показали, что лабораторно разработанная структура появляется на ранних стадиях беременности.
Понимание того, как развиваются человеческие зародыши на клеточном уровне, является чрезвычайно сложной задачей. По многим причинам. Механизмы эмбрионального развития до сих пор в значительной степени неизвестны. Проблема заключается прежде всего в этических соображениях, связанных с исследованиями и экспериментами на клетках человека. Работа китайских ученых и использование клеток макаки — попытка обойти эти ограничения.
Описание и результаты исследования опубликованы в журнале «Cell Stem Cell» ( DOI: 10.1016/j.stem.2023.03.009 ).
Этические проблемы
Шанхайское исследование включает стволовые клетки макаки, из которых были созданы эмбрионоподобные структуры, а затем имплантированы самкам. Никогда прежде в истории научных исследований не происходило ничего подобного. Подобный шаг в отношении стволовых клеток человека, безусловно, будет подвергнут критике по этическим соображениям. Тем не менее, этот эксперимент может быть спорным. Тем не менее ученые решили использовать некоторые генетические связи между людьми и обезьянами.
Цель работы - лучше понять процесс формирования эмбриона и последующего развития органов. По понятным причинам наблюдать за развитием плодов в режиме реального времени невозможно, а получение их для такого рода нужд во многих странах закончилось бы за решеткой. Ученые надеются, что исследования на обезьянах позволят им перенести хотя бы часть выводов с животных на человека.
Но как эти эмбрионы появились на свет в первую очередь, и как прошел эксперимент? Во-первых, эти структуры были сначала выращены в лаборатории, а затем проанализированы с помощью микроскопа. Было обнаружено, что на этой стадии они напоминают бластоцисты (ранняя эмбриональная стадия). Они развивались до тех пор, пока не стали напоминать желточный мешок (структура, являющаяся частью мембран). Кроме того, последующие анализы показали, что они экспрессируют гены, сходные с теми, что обнаружены в естественных бластоцистах.
Именно на этом этапе эксперимента было принято решение имплантировать их самкам обезьян, поместив в их утробы. Всего для этой цели было использовано 8 самок. Однако именно на этом этапе начались первые проблемы. Во-первых, имплантация эмбрионов в матку прошла успешно только у 3 самок, остальные вообще не имплантировались. Однако в контексте этих троих оказалось, что их тела реагировали выработкой гормонов так же, как и в случае настоящей беременности.
Однако дальнейший ход эксперимента оказался неутешительным. Имплантированные структуры не смогли развиться во что-либо, отдаленно напоминающее зародыши. В результате они физически исчезли всего за неделю. По мнению некоторых ученых, развившиеся таким образом структуры просто слишком отличаются от природных бластоцист, а потому не имели бы шансов на выживание, как любой образованный организм. С другой стороны, они считают, что этот вопрос должен устранить любые этические сомнения в отношении такого типа исследований.