Китайські біологи першими у світі змусили штучні ембріони виростити власні органи

Китайські вчені з Інституту зоології Китайської академії наук повідомили про створення першої лабораторної моделі людського зародкового диска, яка не просто імітує ранній розвиток, а формує базові клітини майбутніх органів. Фактично це прорив у сфері трансплантаційної медицини, який з часом призведе до можливості вирощувати на замовлення людські органи, необхідні для пересадки.

Джерело зображення: ШІ-генерація ChatGPT/3DNews

Прийнята в медичному середовищі етика забороняє культивування людських зародків старше 14 днів. Тим часом саме на третьому тижні плід починає перетворюватися з двомірної клітинної структури в об'ємне тіло з початком формування базових клітин для подальшого перетворення їх у повноцінні органи. Цей етап називається гаструляцією.

Проблема раніше використовуваних моделей зародків полягала в тому, що стовбурові клітини, на яких вони базувалися, могли перетворюватися на окремі типи клітин, але не відтворювали первинну смужку — структуру, завдяки якій клітини починали спрямовану міграцію і переходили до формування тіла. В результаті розвиток у культурі зазвичай відбувався випадковим чином і був погано керованим.

У новій роботі вчені використали підхід просторової біології: дослідники спиралися на карти раннього ембріонального розвитку і за допомогою спеціального пристрою розміщували різні типи клітин у строго заданих позиціях. Фактично вони вручну відтворювали геометрію, яка дозволяла правильно відтворити взаємодію ембріональних і позаембріональних тканин і, отже, могла запустити організовану міграцію клітин по поверхні диска. Ця методика дозволила більш ніж 80 % створених моделей успішно відтворити ключові процеси раннього розвитку зародка, включаючи появу структур, схожих на первинну смужку.

За сім днів культивування модельні зародки сформували нервову трубку, примітивну кишку з попередниками легень, печінки та підшлункової залози, а також зачаткову серцеву камеру, здатну до самостійних ритмічних скорочень. Одноклітинний аналіз показав, що клітинний склад таких моделей близький до людського ембріону приблизно на 21-й день розвитку. До вирощування повноцінних органів для трансплантації ще далеко, але робота створює платформу для контрольованого отримання попередників органів, вивчення вроджених порушень розвитку та розробки майбутніх технологій регенеративної медицини.

Хочеш дізнатися більше — читай відгуки