Разработка поможет изучить один из наименее исследованных этапов развития человека и в перспективе получить клетки-предшественники органов в лабораторных условиях.
Ученые Института зоологии Китайской академии наук создали модель, которая воспроизводит ключевые процессы раннего развития человеческого организма. Разработка запускает гаструляцию — этап, на котором формируются зачатки всех будущих органов и тканей.
Международные нормы запрещают культивировать человеческие эмбрионы более 14 дней после оплодотворения. Поэтому ученые используют созданные в лаборатории эмбрионоподобные структуры как единственный этически допустимый способ изучать процессы, происходящие на 14–21-й день развития.
Для решения этой задачи исследователи применили биоинженерный подход. На основе данных о пространственном расположении клеток в раннем эмбрионе они разработали специальную систему культивирования, которая позволяет размещать различные типы клеток в строго определенных областях.
Полученные структуры, названные disc-Gastruloids, сформировали аналог первичной полоски — ключевого элемента раннего эмбрионального развития. Более 80% моделей успешно воспроизвели основные процессы формирования организма.
За семь дней культивирования исследователи сформировали в них нервную трубку, примитивный кишечник с предшественниками легких, печени и поджелудочной железы, а также зачаток сердечной камеры, который демонстрировал ритмичные сокращения. Анализ показал, что клеточный состав моделей близок к составу человеческого эмбриона возрастом около 21 дня.
По словам руководителя исследования Юй Лэцяня, технология может стать основой для масштабного получения клеток-предшественников органов, необходимых для восстановления тканей и развития регенеративной медицины.
Авторы работы подчеркивают, что созданные структуры не являются живыми организмами, а представляют собой сложные клеточные модели, что позволяет избежать многих этических ограничений, связанных с использованием человеческих эмбрионов.
