Домой Наука и космос Китайские биологи первыми в мире заставили искусственные эмбрионы вырастить собственные органы

Китайские биологи первыми в мире заставили искусственные эмбрионы вырастить собственные органы

Ученые из КНР создали модель зародышевого диска, способную формировать зачатки сердца, печени и легких на ранних стадиях развития.

Китайские биологи из Института зоологии при Китайской академии наук совершили значимый прорыв в области регенеративной медицины. Ученым удалось создать уникальную лабораторную модель человеческого зародышевого диска, которая способна не просто имитировать ранние стадии внутриутробного развития, но и формировать зачатки будущих органов. Подобные разработки в будущем могут позволить выращивать необходимые для трансплантации органы непосредственно в лабораторных условиях.

Китайские биологи первыми в мире заставили искусственные эмбрионы вырастить собственные органы
Китайские биологи первыми в мире заставили искусственные эмбрионы вырастить собственные органы — иллюстрация к материалу. Источник: 3dnews.ru

Преодоление биологического барьера

В современной медицинской этике существует строгое правило: культивирование человеческих зародышей запрещено после 14-го дня развития. Однако именно на третьей неделе происходит критически важный процесс — гаструляция. В этот период плод превращается из плоской клеточной структуры в объемное тело, в котором закладываются основы будущих органов.

Решение проблемы управления развитием

Предыдущие попытки создания моделей эмбрионов сталкивались с серьезным препятствием: стволовые клетки могли дифференцироваться в отдельные типы тканей, но не воспроизводили так называемую «первичную полоску». Это структура, отвечающая за направленную миграцию клеток и формирование тела. Без нее развитие происходило хаотично и плохо поддавалось контролю.

Новый подход к пространственной биологии

Для решения этой задачи исследователи применили методы пространственной биологии. Используя актуальные карты раннего эмбрионального развития, они с помощью специальных приспособлений размещали клетки в строго определенных позициях. Такой подход позволил:

  • Воспроизвести геометрию взаимодействия эмбриональных и внеэмбриональных тканей.
  • Запустить организованную миграцию клеток по поверхности диска.
  • Достичь успеха более чем в 80% случаев создания моделей, включая формирование структур, аналогичных первичной полоске.

Результаты семидневного культивирования

За неделю наблюдений модельные зародыши продемонстрировали удивительный прогресс. В них сформировались:

  • Нервная трубка.
  • Примитивная кишка, содержащая предшественники легких, печени и поджелудочной железы.
  • Зачаточная сердечная камера, проявляющая признаки ритмичных сокращений.

Анализ клеточного состава показал, что по своим характеристикам эти модели максимально приближены к человеческому эмбриону на 21-й день развития. Хотя до создания полноценных органов для пересадки еще предстоит долгий путь, данная работа закладывает фундамент для изучения врожденных патологий и развития технологий регенеративной медицины.

Источник: https://3dnews.ru