На прошлой неделе СМИ сообщили, что ученые из Израиля создали эмбрионы мыши из стволовых клеток, взятых из кожи грызунов. Теперь эта же команда пытается разработать искусственные эмбрионы человека, чтобы получить ткани для использования в трансплантологии.

Человеческий зародыш в утробе матери с фрагментом ДНК. Rasi Bhadramani/iStock

В настоящий момент Джейкоб Ханна молекулярный биолог из Научного института Вейцмана в Реховоте уже работает над созданием технологии на человеческих клетках. В интервью MIT Technology Review он заявил, что в конечном итоге надеется создать искусственные модели человеческих эмбрионов, эквивалентные 40-50-дневной беременности. "Мы рассматриваем эмбрион как лучший 3D-биопринтер", - отметил Ханна. "Это оптимальная среда для производства органов и необходимых тканей".

Универсальная отправная точка

Пока что исследователи могут выращивать только самые простые ткани, такие как хрящи или кости. Печатать более сложные типы клеток или целые органы оказалось довольно непростой задачей. Однако в эмбрионе формирование организма происходит естественным образом.

"Мы можем использовать такие эмбрионы, для производства клеток, пригодных для трансплантации", - рассуждает Ханна. "Мы рассматриваем такую возможность в качестве универсальной отправной точки". 

Renewal Bio пока пока не раскрывает подробностей своей концепции, а веб-сайт компании представляет собой скорее визитную карточку. "Он очень скуден на подробности, и на это есть причины. Мы не хотим брать на себя слишком много обязательств и не хотим пугать людей", - сказал в интервью MIT Technology Review Омри Амирав-Дрори, партнер NFX, исполняющий обязанности генерального директора компании. "Это очень деликатная тема".

Впрочем, не все ученые приветствуют подобные инновации. Некоторые из них полагают, что вырастить модели человеческих эмбрионов до необходимой стадии будет довольно непросто. Поэтому лучше избегать полемики, касательно копирования эмбрионов человека.

"В этом нет абсолютно никакой необходимости, так зачем это делать?" - говорит Николя Риврон, ученый по стволовым клеткам из Института молекулярной биотехнологии в Вене. Он утверждает, что ученые должны создавать только "минимальную эмбриональную структуру, необходимую" для получения клеток, представляющих интерес.

Синтетические эмбрионы с зачатками органов

Год назад Ханна впервые продемонстрировал "искусственную матку", в которой ему в течение нескольких дней удавалось выращивать естественные эмбрионы мыши. Эмбрионы содержались во вращающихся сосудах и "купались" в питательной среде из сыворотки крови и кислорода.

В новом исследовании Ханна использовал ту же технологию, но на этот в ней выращивались эмбрионы, созданных из стволовых клеток. Когда стволовые клетки культивируются совместно в контейнерах специальной формы, они соединяются и пытаются сформировать эмбрион, создавая структуры, называемые эмбриоидами, бластоидами или синтезированными моделями эмбрионов.

Многие исследователи считают, что такие культуры имеют весьма ограниченное сходство с настоящими эмбрионами и не способны к полноценному развитию.

Однако в этот раз учёному удалось продвинуться намного дальше. У искусственного зародыша наблюдались зачатки сердца, кровеносной системы, мозга, хвоста и других органов, а также клетки, подобные тем, что находятся в плаценте и других тканях, необходимых для нормального течения беременности.

Отчет Ханны ошеломил ученых. "Эмбрионы действительно выглядят великолепно. Они очень похожи на эмбрионы естественного происхождения".

Тем не менее, методы выращивания синтетических эмбрионов пока остаются недостаточно эффективными. Попытки имитировать эмбрион мыши не увенчались успехом. Даже в модельных эмбрионах в конечном итоге наблюдались серьезные отклонения от нормы.

Следующий шаг: опыты с клетками крови и кожи человека

На следующем этапе Ханна собирается использовать клетки своей крови и кожи, а также образцы кожи нескольких добровольцев в качестве  исходного материала для создания синтетических эмбрионов человека. 

"Мы не пытаемся создать человека. Это совсем не то, что мы пытаемся сделать", - говорит Ханна. "Называть эмбрион 40-го дня жизни "мини-мы" - это абсолютная чушь".

А вот это уже серая зона. Вопрос о том, имеют ли синтетические эмбрионы какие-либо права, может стать предметом научных дебатов. В США Национальный институт здравоохранения в некоторых случаях отказывался финансировать исследования синтетических эмбрионов, которые, по мнению ведомства, были бы слишком близки к реальным.

Ханна считает, что искусственный эмбрион, созданный из стволовых клеток и хранящийся в лаборатории, вряд ли когда-нибудь будет считаться человеком. Однако ученый уверен, что, ограничив потенциал эмбрионов, можно избежать этических дилемм. "Мы считаем это важным и вложили в это много сил", - говорит Ханна. "Можно внести генетические изменения, которые сформируют эмбрион без легких, сердца или мозга". 

Амирав-Дрори и Ханна пытались узнать у других ученых и врачей, что бы они сделали, если бы у них был доступ к большому количеству синтетических эмбрионов, развивавшихся в течение нескольких дней или даже недель.

Мы спрашивали людей: "Представьте себе, что если мы сможем достичь того или иного рубежа.  Какие возможности откроются перед нами?. И у людей загорались глаза", - восклицает Амирав-Дрори.  

Источники: Википедиа, Journal Cell, MIT Technology 
1. (https://ru.wikipedia.org/wiki/Мини-Мы) 
2. (https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(22)00981-3#relatedArticles) 
3. (https://www.technologyreview.com/2022/08/04/1056633/startup-wants-copy-you-embryo-organ-harvesting/)