This image shows stem cell-modeled mouse embryo at 96 hours (left); Mouse embryo cultured in vitro for 48 hours from the blastocyst stage (right). The red part is embryonic and the blue extra-embryonic. Credit: Sarah Harrison and GaelleRecher, Zernicka-Goetz Lab, University of Cambridge

Понимание очень ранних стадий эмбрионального развития очень важно, посокольку это может помочь объяснить, почему более двух из трех беременностей у человека терпят неужачу в это время.

Как только яйцо млекопитающих оплодотворено спермием, оно делится много раз, чтобы создать небольшой свобдно плавающий шар из стволовых клеток. Специфические стволовые клетки, которые в конечном итоге создадут будущее тело, это эмбриональные стволовые клетки (ESCs), образующие совместный кластер внутри эмбриона вблизи одного из концов: эта ст. развитиия известна как бластоцист. Другие два типа стволовых клеток в бластоцисте являются внеэмбриональными стволовыми клетками (TSCs), которые будут формировать плаценту; а примитивной энтодермы стволовые клетки будут формировать т. наз. желточный мешок, обеспечивающий развитие органов плода и предоставлядщий важные питательные вещества.

Предыдущие попытки вырастит эмбрион-подобные структуры, используя только ESCs достигли ограниченного успеха. Это из-за того, что развитие ранних эмбрионов нуждается в разжного типа клетках, чтобы тесно координировать др. с др.

Однако в данном исследованияи ученые описали, как, используя комбинацию генетически модифицированных мышиных ESCs и TSCs, вместе с 3D каркасом, известным как внеклеточный матрикс, они оказались способны собирать сами себя, создавая архитектуру сильно напоминающую естественный эмбрион.

"Эмбриональные и внеэмбриональные клетки начинали общаться др. с др. и становились организованными в структуру, напоминающуюи ведущую себя подобно эмбриону. Она имела анатомически корректные эмбрионы, которые раз-вивались на соотв.. месте в соотв. время.

Была установлена удивительная степень коммуникаций между двумя типами стволовых клеток: в смысле, клетки общаются др. с др. в эмбрионе, чтобы расположиться соотв. образом.

Мы знаем, что взаимодействия междуразными типами стволовых клеток важны для развития, но поразительная вещь, наша работа иллюстрирует, что это, действительно,партнерство -- эти клетки действительно направляют др. др. Без этого партнерства, корректное развитие очертаний и формы и своевременная активность ключевых биологических механизмов невозможзна в принципе.

Сравнение искусственно созданных 'эмбрионов' с нормально embryo,развивающимися эмбрионами позволило показать, что развитие следует по тому же followed the samсамому образцу развития. Ствооловые клетки организуют сами себя, при этом ESCs на одном конце, а TSCs на другом. Полость возникает затем в каждом кластере до ее соединения в одну, приводя в конечном итоге к образованию крупной, т. наз. про-амниотической полости, в которой развивается эмбрион.

Поскольку этотискусственный эмбрион сильно напоминает реальные вещи, вряд ли он сможет развиться щдалее в здоровый плод. Чтобы достичь этого, будет необходима третья форма стволовых клеток, которые сделают возможным развитие желточного мешка, которые обеспечивает питание эмбриона и внутри которого возникает сеть кровеносных сосудов. Кроме того, система не оптимизирована к корретному развитию плаценты.

Проф. Zernicka-Goetz недавно разработал технику, которая позволяет бластоцисту развиваться in vitro после ст. и мплантации, это позволило исследователям анализировать впервые ключевые стадии развити эмбриона человека спустя 13 после оплодотворения. Она полагает, что столь позднее развитие может помочь преодолеть один из главных барьеров: a shortage of embryos. Сегодня эмбрионы развиваются из яйцеклеток предоставляемых IVF клиникам. "Мы пролагаем, что возможно воспроизвести ряд онтогенетических событий, происходящих до 14 дн, используя человеческие эмбрионральные и внеэмбриональные стволовые клетки, применяя сходный подход к нашей технике, используя стволовые клетки мышей," заявляет она. "Мы полны оптимизмнам изучить ключевые события этой критической стадии развития человека, не используя человеческие эмбрионы. Зная, как протекает нормальное развитие, мы сможем понять, почему оно так часто идет неправильно." The research was largely funded by the Wellcome Trust and the European Research Council.