Профессор Якоб Ханна из Института науки Вейцмана и его группа смогли вырастить эмбрион мыши вне матки. Они разработали метод, который позволяет отслеживать развитие эмбриона, а также понять, как работают гены и выявлять врожденные дефекты и пороки развития.
Ханна объясняет, что информация об эмбриональном развитии млекопитающих получена либо из наблюдений за этим процессом у лягушек и рыб, либо из статических изображений рассеченных эмбрионов мыши.
По словам ученого, идея выращивания эмбрионов вне матки существует еще до 1930-х годов, но более ранние эксперименты имели ограниченный успех. Команда Ханны решила возобновить эти усилия.
За семь лет исследователи разработали двухэтапный процесс и смогли вырастить нормально развивающиеся мышиные эмбрионы вне матки в течение шести дней. Это примерно треть срока их вынашивания, который составляет 20 дней. К этому моменту у эмбрионов уже формируется тело и органы.
На первом этапе, который длился около двух дней, исследователи работали с эмбрионами в возрасте нескольких дней — сразу после того, как они должны были быть имплантированы в матку. На этом этапе эмбрионы представляли собой шарики, состоящие из 250 одинаковых стволовых клеток. Их поместили на специальную питательную среду, и шарики закрепились внутри лабораторной посуды. После этого эмбрионы удваиваются и утраиваются в размерах, формируются три слоя: внутренний, средний и внешний.
По прошествии двух дней, когда эмбрионы вступили в следующую стадию развития —формирование органов из каждого из слоев — им потребовались дополнительные условия. Ученые поместили их в питательный раствор в крошечные мензурки, установив те на ролики, которые позволяли раствору непрерывно перемешиваться. Таким образом, эмбрионы могли расти без притока материнской крови к плаценте.
Команда сравнила полученные образцы с эмбрионами, удаленными у беременных мышей в соответствующий период времени. Они оказались практически идентичными.
В последующих экспериментах ученые поместили в зародыши гены, которые пометили растущие органы флуоресцентными цветами. Успех этой попытки показал, что дальнейшие эксперименты, включающие различные генетические и другие манипуляции, должны дать надежные результаты.
По словам Ханны, теперь ученые могут внедрять гены в клетки эмбриона, заражать их вирусами и проводить другие эксперименты. Команда уверена, что этот метод снизит стоимость и ускорит процесс исследований в области биологии развития, а также уменьшит потребность в лабораторных животных.
Следующим шагом лаборатории станет проверка того, можно ли пропустить этап удаления эмбрионов у беременных мышей. Ученые намерены создать искусственные эмбрионы из стволовых клеток.
Среди прочего, они надеются выяснить, почему при многих беременностях не удается имплантировать эмбрион, почему окно для имплантации так мало, а также, как стволовые клетки постепенно теряют свои свойства и при каких условиях беременности плод будет развиваться с нарушениями.
