Ключевой этап развития человеческого эмбриона — вторая неделя, когда он имплантируется в матку. Именно на этом этапе могут начать проявляться врожденные дефекты и генетические заболевания, которые часто приводят к потере беременности. Однако изучение этого периода до сих пор было ограничено, так как эмбрион слишком маленький для наблюдения у живых пациентов.

Теперь ученые из Кембриджа и Калифорнийского технологического института создали новые 3D-модели человеческих эмбрионов, выращенных из стволовых клеток. Эти модели имитируют развитие между девятым и 14-м днями и позволяют ученым изучать их в лабораторных условиях. Ранее такое окно возможно было изучить только на животных.

Профессор Магдалена Зерницка-Гетц, ведущий автор исследования, отмечает: «Наша модель, похожая на человеческий эмбрион, полностью созданная из человеческих стволовых клеток, дает нам доступ к развивающейся структуре на стадии, которая обычно скрыта от нас из-за имплантации крошечного эмбриона в матку матери. Эта захватывающая разработка позволяет нам манипулировать генами, чтобы понять их роль в развитии модельной системы».

Модели содержат большинство клеток, необходимых для создания человеческого эмбриона, включая предшественников зародышевых клеток и клетки, формирующие плаценту, желточный мешок и амниотический мешок. Однако из этических соображений в моделях отсутствуют мозг и бьющиеся клетки сердца, что ограничивает их развитие до 14-дневной отметки.

Этот прорыв является результатом десятилетней работы Зерницкой-Гетц и ее команды по улучшению моделей эмбрионов мышей. Другие исследователи, включая группу из Института науки Вейцмана в Израиле, также достигли успеха в создании моделей эмбрионов мышей, в которых клетки сердца начинают биться.

Эти новые модели эмбрионов из стволовых клеток открывают новые перспективы в изучении ранних стадий развития и позволяют ученым лучше понять генетические нарушения и предотвращать неудачи на ранних сроках беременности. Кроме того, исследования в этой области могут помочь улучшить показатели жизнеспособности пар, желающих зачать ребенка, а также разработать новые методы лечения генетических заболеваний и выращивания органов для трансплантации.