Возможности исследований эмбрионов человека

В мае 2021 г. Международное общество исследования стволовых клеток (International Society for Stem Cell Research, ISSCR) смягчило запрет на культивирование (выращивание) человеческих эмбрионов^[1]. Ранее ISSCR разрешало культивировать эмбрионы человека не более 14 дней после оплодотворения, теперь конкретных временных ограничений нет^[1]. Решение о длительности проведения любого исследования, предполагающего выращивание человеческих эмбрионов, будут принимать этические комиссии^[1].

Какие возможности открываются для ученых?

Исследования эмбрионов человека длительностью более 14 дней могут помочь ответить на следующие вопросы^[2]:

• что происходит во время развития человека после того, как эмбрион имплантируется в матку?
• что происходит на стадии гаструляции (примерно между 14 и 22 днями), когда закладываются основы для образования органов?
• каковы причины большинства выкидышей и врожденных дефектов?
• как клетки дифференцируются в ткани и органы?

Как раньше ученые проводили исследования с учетом правила 14 дней?

С тех пор, как в 2006 г.^[2] ISSCR приняло правило 14 дней, ученые искали другие способы исследования человеческого развития. В последние 10 лет ученые разрабатывали и исследовали эмбрионоподобные структуры (модели эмбриона) с использованием стволовых клеток человека. Такие структуры слишком примитивны, чтобы стать человеком, поэтому их не касается правило 14 дней^[1].

В 2017 г. первую модель человеческого эмбриона создал Цз. Фу, биомедицинский инженер из Мичиганского университета в США. Вместе с коллегами он поместил стволовые клетки эмбриона в искусственную среду — 3D-культуру. Там эти клетки самоорганизовались, образовав амниотический мешок и первые признаки примитивной полосы. Это открытие позволило Фу и другим ученым усовершенствовать эмбрионоподобные модели. Теперь с их помощью можно изучать самые ранние эмбриональные стадии развития — имплантацию, гаструляцию, зачатки развития головного и спинного мозга, сердца^[2].

Фу и другие исследователи отмечают, что модели человеческих эмбрионов уже формируют более сложные структуры и продвигаются дальше по временной шкале развития. Предметом этических споров может стать возможное развитие эмбрионоподобных моделей за пределами изучаемых сейчас стадий. Например, предметом спора могут стать нейронная активность или активность сердечных клеток моделей. Большинству моделей не хватает полного набора жизнеобеспечивающих тканей, которые им понадобились бы для формирования целого эмбриона. Однако некоторые лаборатории в 2018-2021 гг. смогли создать мышиные и человеческие модели, имитирующие фазу формирования вспомогательных тканей, которые теоретически могут сформировать весь организм. ISSCR следит за этой областью — модели, содержащие эти вспомогательные ткани, должны выращиваться в течение минимального времени, необходимого для достижения научной цели. По мере их развития ISSCR будет пересматривать этические рекомендации этой области^[2].

Пока неизвестно, могут ли модели в точности повторять молекулярные и клеточные события нормального развития настоящего эмбриона^[2]. Ученые полагают, что после ослабления правила 14 дней, у них появилась возможность сравнить модели с настоящими эмбрионами^[1]. Как только появятся результаты этого сравнения, исследователи смогут сократить использование человеческих эмбрионов в исследованиях, обращаясь к ним только при наличии веских оснований^[2].

Источники