Біологія
Біологія

Мишачі ембріони поза маткою сформували зачатки органів та кінцівок

Ізраїльські ембріологи знайшли спосіб подовжити період розвитку мишачого ембріона поза маткою. Завдяки їхній технології зародок може розвиватися в лабораторній посудині приблизно з п'ятого по одинадцятий день — аж до пізнього етапу формування зачатків органів та кінцівок. Опис технології опублікували у журналі Nature.

Мишачий ембріон з пробірки на 11 дні розвитку, пофарбований маркерами для дослідження ембріонального розвитку. Weizmann Institute of Science

Мишачий ембріон з пробірки на 11 дні розвитку, пофарбований маркерами для дослідження ембріонального розвитку. Weizmann Institute of Science

У чому новизна?

Наукова фантастика вже багато років захоплює нас історіями про можливість вирощувати тварин та навіть людей поза маткою жіночого організму. Поки що виглядає дуже малоймовірним, що в найближчому майбутньому можна буде не виношувати дітей, а просто прийти за ними в лабораторію, коли ембріони стануть достатньо розвиненими. Наразі вчені вміють вирощувати у пробірках ембріони, однак вони кількаденні, складаються із дуже невеликої кількості клітин та не можуть розвиватися у повноцінний організм, якщо їх не імплантувати в матку живої жіночої особини. 2017 року американські науковці повідомили, що створили «штучну матку», у якій підтримували життя недорозвиненого ягняти. Однак те ягня більшу частину розвитку, під час якого в нього сформувалися органи, пройшло в тілі вівці, від якого передчасно звільнилося. А зараз вчені з Інституту Вейцмана повідомили, що їм вдалося вирощувати в пробірці мишачі ембріони аж до етапу, поки в них не утворилися зачатки кінцівок та внутрішніх органів.

Як їм це вдалося?

Науковці розробили двоступеневий процес, що дає змогу продовжити період розвитку ембріона у лабораторній посудині. Спочатку науковці зібрали від вагітних мишей ембріони, вік яких складав усього близько п'яти діб. На цьому етапі вони мають кулясту форму та складаються лише приблизно з 250 стовбурових клітин. Відтак дослідники змусили ембріони прикріпитися до поживного середовища в посудині, як би вони це робили зі стінкою матки. Завдяки цьому зародки змогли пройти процес гаструляції та утворити три зародкові листки. Із кожного з них протягом наступних двох днів стали утворюватися органи.

Після цього етапу дослідники перемістили мишачі ембріони у лабораторні склянки, які перебували у постійному русі та перемішували поживне середовище. Крім того, у посудині підтримували необхідну концентрацію та тиск газів. Це дозволило рівномірно забезпечувати ембріони всередині них поживними речовинами ще протягом чотирьох днів. Хоча вчені витримали зародки поза маткою усього кілька діб, це складає близько третини їхнього нормального внутрішньоутробного розвитку, який триває 20 днів.

Якими виросли ембріони?

Щоб зрозуміти, як розвивалися ембріони в лабораторії, вчені порівняли їх зі звичайними ембріонами того ж віку, яких добули з матки самок мишей. З'ясувалося, що за однаковий час в обох зародків розвиток йшов ідентично: вони мали сформовані зачатки серця, мозку та всіх інших головних органів.

Штучно вирощені ембріони мишей у зародкових оболонках, у яких простежується формування серцебиття та кровоносної системи. Weizmann Institute of Science / Youtube

Результати цього дослідження дають змогу ще краще вивчати ембріональний розвиток ссавців. Але вчені прагнуть у подальших роботах виростити такі розвинені ембріони «з нуля», тобто за допомогою штучного запліднення в пробірці, без необхідності природної вагітності. Це дало б змогу виростити ембріон в лабораторному посуді з першого по одинадцятий день, що дорівнює близько половині звичайного внутрішньоутробного розвитку.