Новаторские разработки исследовательской группы из Университета Ноттингема (University of Nottingham, Великобритания) впервые позволили подробно изучить процессы, происходящие в живом эмбрионе млекопитающего на ранней стадии онтогенеза. Команда ученых под руководством профессора в области тканевой инженерии Кевина Шейкшеффа (Kevin Shakesheff) создала конструкцию из мягкого полимера, имитирующую ткани матки млекопитающих, в которой происходит развитие эмбриона. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Communications.
Новый метод культивирования в лабораторных условиях позволил ученым исследовать ранее неизвестные особенности начального этапа эмбриогенеза мыши. Впервые появилась возможность вырастить эмбрионы вне организма матери и в реальном времени наблюдать за их ростом во время критической стадии эмбриогенеза, продолжающейся с четвертого по восьмой день развития.
«С помощью уникальных материалов и методик нам удалось увидеть, как ведут себя клетки на этой критической стадии развития эмбриона. Мы надеемся, что наше исследование позволит получить новые данные, которые будут использованы для улучшения методов тканевой инженерии, а также откроет новые возможности для усовершенствования процедуры экстракорпорального оплодотворения (ЭКО). В будущем мы планируем разработать также другие технологии, которые позволят специалистам в области биологии развития изучать процессы формирования тканей», - говорит профессор Шейкшефф.
Ранее было возможно лишь культивирование оплодотворенных яйцеклеток в течение четырех дней до стадии бластоцисты. На этой стадии зародыш внешне похож на шар, образованный 64 клетками двух популяций, первая из которых носит название эмбриобласта (или внутренней клеточной массы) и состоит из стволовых клеток, дающих начало собственно телу плода, а вторая – трофобласт – образует поверхностной слой бластоцисты, участвует в имплантации и формировании плаценты. До настоящего момента знания ученых о событиях, происходящих на клеточном уровне после четвертого дня эмбриогенеза (когда бластоциста имплантируется в стенку матки), были ограничены. Ученым приходилось полагаться на моментальные снимки эмбрионов, сделанные после их удаления из живых маток на различных стадиях развития.
Благодаря разработкам ученых из Университета Ноттингема специалисты из Кэмбриджского Университета (Cambridge University, Великобритания) смогли выявить ранее неизвестные особенности развития эмбриона после четвертого дня онтогенеза. Им удалось увидеть первый этап процесса формирования головы, сопровождающийся передвижением клеток на значительное расстояние внутри эмбриона. Ученые наблюдали кластеры внеэмбриональных клеток, сигнализирующих о том, в какой области эмбриона будет происходить формирование головы. Чтобы отследить передвижение этих клеток в эмбрионе мыши, ученые модифицировали ген, экспрессируемый только в той области бластоцисты, где начнется формирование головы, таким образом, чтобы его белковый продукт содержал светящуюся метку.
Ученые установили, что эти клетки происходят из одной или двух клеток на стадии бластоцисты, чьи потомки, в конечном счете, объединяются в кластер в определенном участке эмбриона перед миграцией в зону, где они подают сигналы.
Новое исследование, совершившее настоящий прорыв в области эмбриологии, является частью большого исследовательского проекта, проводимого специалистами из Университета Ноттингема, с целью изучения эмбриогенеза с точки зрения возможности применения полученных знаний для восстановления органов и тканей взрослого организма. Исследование проводилось при финансовой поддержке Европейского Исследовательского Совета (European Research Council) и при сотрудничестве с исследовательской группой, возглавляемой профессором Магдаленой Церника-Гьотц (Magdalena Zernicka-Goetz) из Института Гердона (Gurdon Institute, Великобритания) при Кембриджском Университете.
Источник: Cbio.ru
