Під мікроскопом вони справді можуть нагадувати людські ембріони. Але всередині все набагато складніше: нове дослідження показало, що сучасні моделі ембріонів ще не відтворюють розвиток справжнього людського ембріона.
Йдеться про так звані бластоіди — структури, які вчені вирощують зі стовбурових клітин. Вони мають деякі характеристики раннього ембріона, але не є ембріонами і не можуть перетворитися на них. Саме тому бластоіди стали важливим інструментом для дослідження найперших етапів людського розвитку, які досі залишаються одними з найменш вивчених у біології.
Вчені вирішили перевірити, наскільки вони справжні
Дослідники з Університету Сіднея розробили спеціальну комп’ютерну систему, яка дозволяє порівнювати бластоіди зі справжніми людськими ембріонами. У своєму дослідженні, опублікованому в Cell Systems, вони систематично порівняли чотири провідні методи генерації бластоїдів з детальною довідковою картою природного розвитку ембріона людини.
Для цього команда створила своєрідний молекулярний атлас раннього розвитку людини. Він об’єднав дані більш ніж 14 тисяч окремих клітин із природних людських ембріонів на критично важливих етапах до та після імплантації.
Фактично вчені отримали детальну карту того, які гени активуються в клітинах і як вони змінюються під час нормального розвитку. Потім із цією картою порівняли чотири популярні методи створення бластоідів. І тут виявилося найцікавіше.
Схожі зовні — але не всередині
Деякі моделі справді непогано відтворювали ключові особливості раннього розвитку. Вони формували три основні типи клітин, характерні для бластоцисти.
Але інші моделі помилялися: неправильно визначали типи клітин або навіть створювали клітини, для яких не знайшлося відповідника на жодному відомому етапі розвитку справжнього ембріона.
І головний висновок дослідників досить однозначний: жодна з перевірених моделей не відтворювала природний людський ембріон достатньо точно. Тобто зовнішня схожість може бути оманливою. Структура під мікроскопом може виглядати переконливо, але її молекулярна «начинка» розповідає зовсім іншу історію.
Чому це важливо для медицини
Бластоіди потрібні вченим не просто заради цікавості. Такі моделі потенційно можуть допомогти краще зрозуміти безпліддя, причини викиднів і механізми успішної вагітності. Але є серйозна проблема: якщо дослідники сприйматимуть модель як точну копію людського ембріона, вони можуть зробити неправильні висновки.
Саме тому нова система оцінювання може стати важливим інструментом для майбутніх досліджень. Вона дозволяє перевіряти, які процеси бластоід відтворює добре, а де його біологія вже відрізняється від справжнього розвитку.
Усі дані та програмне забезпечення дослідники зробили доступними для інших науковців, щоб різні лабораторії могли використовувати однакові критерії.
І це, можливо, найважливіша частина роботи. Вчені тепер можуть не просто створювати структури, схожі на ембріони, а й точніше визначати, наскільки їм взагалі можна довіряти як моделям людського розвитку. Бо у цій науці зовнішність справді може обманювати: те, що під мікроскопом виглядає як ембріон, на молекулярному рівні може виявитися зовсім іншою системою.