Ученые создали синтетические человеческие эмбрионы с использованием стволовых клеток, что является новаторским достижением, позволяющим избежать необходимости в яйцеклетках или сперматозоидах.
Как пишет в своем эксклюзивном материале издание The Guardian, ученые говорят, что эти модельные эмбрионы, которые напоминают эмбрионы на самых ранних стадиях развития человека, могут дать важнейшее представление о влиянии генетических нарушений и биологических причинах повторяющихся выкидышей.
Однако эта работа также поднимает серьезные этические и юридические вопросы, поскольку выращенные в лабораторных условиях объекты выходят за рамки действующего законодательства Великобритании и большинства других стран, отмечает The Guardian.
У этих структур нет бьющегося сердца или зачатков мозга, но они включают клетки, которые обычно формируют плаценту, желточный мешок и сам эмбрион.
Профессор Магдалена Жерника-Гетц из Кембриджского университета и Калифорнийского технологического института рассказала о своей работе в пленарном выступлении в среду на ежегодном собрании Международного общества исследований стволовых клеток в Бостоне.
“Мы можем создать модели, подобные человеческому эмбриону, путем перепрограммирования эмбриональных стволовых клеток”, - сказала она на встрече.
В ближайшей перспективе нет никакой перспективы клинического использования синтетических эмбрионов. Было бы незаконно имплантировать их в матку пациентки, и пока не ясно, обладают ли эти структуры потенциалом для дальнейшего созревания после самых ранних стадий развития.
Мотивация для работы заключается в том, чтобы ученые поняли период развития “черного ящика”, который назван так потому, что ученым разрешается культивировать эмбрионы в лаборатории только до установленного законом срока в 14 дней. Затем они прослеживают ход развития гораздо дальше, изучая снимки беременности и эмбрионы, пожертвованные для исследований.
Робин Ловелл-Бэдж, руководитель отдела биологии стволовых клеток и генетики развития в Институте Фрэнсиса Крика в Лондоне, рассказал: “Идея заключается в том, что если вы действительно смоделируете нормальное эмбриональное развитие человека с использованием стволовых клеток, вы сможете получить огромное количество информации о том, как мы начинаем развитие, что может пойти не так, без необходимости использовать ранние эмбрионы для исследований”.
Ранее команда Жерницы-Гетц и конкурирующая группа из Института Вейцмана в Израиле показали, что стволовые клетки мышей можно стимулировать к самосборке в ранние эмбрионоподобные структуры с кишечным трактом, зачатками мозга и бьющимся сердцем. С тех пор началась гонка за воплощением этой работы в человеческих моделях, и нескольким командам удалось воспроизвести самые ранние стадии разработки.
Полная информация о последней работе лаборатории Кембриджского технологического института еще не опубликована в журнальной статье. Но, выступая на конференции, Жерница-Гетц описала культивирование эмбрионов до стадии, чуть превышающей 14 дней развития естественного эмбриона.
Модельные структуры, каждая из которых выращена из одной эмбриональной стволовой клетки, достигли начала этапа развития, известного как гаструляция, когда эмбрион превращается из сплошного слоя клеток в отдельные клеточные линии и формирует основные оси тела. На этой стадии у эмбриона еще нет бьющегося сердца, кишечника или зачатков мозга, но модель показала наличие первичных клеток, которые являются клетками-предшественниками яйцеклетки и сперматозоида.
“Наша модель человека - это первая трехлинейная модель человеческого эмбриона, которая определяет амнион и половые клетки, клетки-предшественники яйцеклетки и сперматозоида, - рассказала Жерница-Гетц The Guardian перед выступлением. – Это прекрасно и создано полностью из эмбриональных стволовых клеток”.
Это событие подчеркивает, насколько быстро наука в этой области опередила закон, и ученые в Великобритании и других странах уже приступают к разработке добровольных руководящих принципов, регулирующих работу с синтетическими эмбрионами.
“Если все намерение состоит в том, чтобы эти модели были очень похожи на нормальные эмбрионы, то в некотором смысле к ним следует относиться одинаково, - отмечает Робин Ловелл-Бейдж. – В настоящее время в законодательстве этого нет. Люди беспокоятся по этому поводу”.
Существует также важный оставшийся без ответа вопрос о том, обладают ли эти структуры, в теории, потенциалом для превращения в живое существо, замечает The Guardian. Сообщалось, что синтетические эмбрионы, выращенные из мышиных клеток, выглядят почти идентично естественным эмбрионам. Но когда их имплантировали в утробы самок мышей, они не развились в живых животных. В апреле исследователи в Китае создали синтетические эмбрионы из клеток обезьян и имплантировали их в утробы взрослых обезьян, у некоторых из которых появились начальные признаки беременности, но ни одна из них не продолжала развиваться дольше нескольких дней. Ученые говорят, что неясно, является ли барьер для более продвинутого развития чисто техническим или имеет более фундаментальную биологическую причину.
“На это очень трудно ответить. Будет трудно сказать, есть ли в них внутренняя проблема или это просто техническая”, - комментирует Ловелл-Бейдж. По его словам, этот неизвестный потенциал сделал насущной необходимость в более жестком законодательстве.