Раннее развитие человеческого эмбриона, называемое предимплантацией, имеет первостепенное значение. В это время формируются первые клетки, определяющие жизнеспособность эмбриона, его приживаемость в матке матери и развитие тканей плода. Логистические, этические и юридические ограничения использования человеческих эмбрионов в исследованиях побуждают ученых применять альтернативные подходы, такие как модели на основе стволовых клеток и животных.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Cell BiologyСофи Петропулос, сотрудница исследовательского центра Монреальского и Каролинского институтов. показываетМорские свинки могут стать надёжным инструментом для изучения сравнительной биологии и эмбриогенеза человека.
Морская свинка часто применяется в исследованиях биологии развития из-за сходства с человеком по физиологии. Это единственное мелкое животное, у которого самки имеют полный эстральный цикл, подобный женскому, и проходят имплантацию, развивая аналогичную плаценту.
«Даже с этими сходствами исследование предимплантационного развития оставалось незавершенным», — заявляет Петропулос, руководитель кафедры функциональной геномики репродукции и развития. «Наша лаборатория исследует бесплодие и раннее развитие человека, поэтому мы искали модель для ответов на интересующие нас вопросы».
В исследовании применялся метод секвенирования РНК одной клетки для составления полного атласа генов, участвующих в предимплантационном развитии морской свинки. Изучалось время и экспрессия этих генов. Кроме того, ингибировали и активировали сигнальные пути, чтобы определить их влияние на развитие эмбриона. Сравнение развития эмбриона морской свинки с предыдущими исследованиями показало поразительное сходство с ранним эмбриогенезом человека.
Открытие расширяет возможности для изучения женского бесплодия и создания терапевтических средств для успешных беременностей. Модель морской свинки позволяет ученым понять влияние раннего воздействия лекарств или негативных факторов окружающей среды на долгосрочное здоровье ребенка, а также причины отсутствия имплантации у некоторых женщин.
В настоящее время она вместе со своей командой изучает постимплантационное развитие эмбриона и гаструляцию, когда формируются все органы и ткани человеческого тела. Так как 80% выкидышей происходят в первом триместре, ученые стремятся раскрыть этот период развития человека, называемый «черным ящиком».
В будущем исследование модели предимплантационного эмбриона морской свинки может принести ценные данные о наиболее благоприятных условиях развития здоровых эмбрионов и плодов. Это может способствовать улучшению лечения бесплодия и развитию репродуктивных технологий.
[Фото: Freepik.com]