Це зображення показує одну з нових лабораторних моделей, які називаються PGA, на 18-й день росту. PGA складаються з двох різних популяцій клітин (пурпурової, позаембріональна мезодерма, та жовтої, амніотична ентодерма). (Зображення надано: Gharibi, B. (2025). Cell.)
Дослідники розробили нову лабораторну модель, вирощену зі стовбурових клітин, яка відтворює людський амніотичний мішок протягом перших двох-чотирьох тижнів після запліднення.
Структура, яка, за словами дослідників, є найдосконалішою та найзрілішою амніотичною моделлю з коли-небудь створених, може запропонувати нове розуміння розвитку людини та призвести до створення клітинних продуктів для медичних процедур, від лікування опіків до реконструкції рогівки, повідомила команда вчених у дослідженні, опублікованому 10 липня в журналі Cell.
Зростаючий людський ембріон не самотній у своєму розвитку. «Допоміжні тканини, такі як плацента, амніотичний міхур, ростуть разом з ембріоном і є справді важливими для його росту та виживання», – сказала співавтор дослідження Сільвія Сантос, керівник групи в Інституті Френсіса Кріка в Лондоні.
Вам може сподобатися
-
Вчені стверджують, що зуби, вирощені в лабораторії, можуть запропонувати альтернативу пломбам та імплантатам
-
«Непотрібний» жіночий орган може насправді підтримувати яєчники, виявило дослідження
-
Вчені виявили раніше невідому частину людських клітин
Амніотичний міхур — це біологічна повітряна куля, заповнена рідиною, яка забезпечує амортизацію та захист ембріона, що зростає. Вважається, що рідина, яку він містить, є необхідною для здорового розвитку ембріона. Але дослідити цю взаємодію між ембріоном та його оточенням було непросто, значною мірою тому, що цей етап розвитку є логістично складним та етично небезпечним для вивчення в організмі людини.
Попередні спроби моделювання амніотичного мішка в лабораторії не змогли відтворити його складну 3D-структуру, яка має два окремі клітинні шари. Крім того, попередні моделі, як правило, існували лише кілька днів, що ускладнювало розуміння тривалого процесу розвитку.
На противагу цьому, нові клітинні моделі Сантоса, які називаються постгаструляційними амніоїдами (PGA), можуть виживати в лабораторних чашках щонайменше три місяці та розвиватися до того ж ступеня, що й місячний амніотичний мішок. Примітно, що вони також виростають до подібного розміру — приблизно до дюйма (2,5 сантиметра).
Це зображення показує ПГА на 8-й день росту, показуючи ранні тканини, що підтримують ембріон, включаючи амніотичний мішок та структури, подібні до жовткового мішка, оточені позаембріональною мезодермою.
«Це маленькі м’ячики для гольфу», – сказав Сантос Live Science. PGA також утворюють особливу двошарову структуру амніотичного мішка.
Щоб досягти цього, команда Сантоса використала новий метод культивування клітин. Вони почали з ембріональних стовбурових клітин, які можуть вирости в будь-який інший тип клітин в організмі, якщо їх підштовхнути специфічними сигнальними молекулами. Команда піддала ці клітини двом із цих сигналів, які називаються BMP4 та CHIR. Вони подбали про те, щоб сигнали були розподілені між ними, додаючи BMP4 протягом перших 24 годин росту, а потім CHIR ще протягом 24 годин.
Потім дослідники залишили клітини в спокої в чашках для культивування з круглим дном. «Решта була повною самоорганізацією», тобто дозріваючі стовбурові клітини організували власне збірку в структуру, сказав Сантос.
Окремі клітини агрегувалися в чашках і утворювали чітку двошарову, заповнену рідиною структуру, яку шукала команда. «Це лише показує, що ці ембріональні стовбурові клітини мають дивовижну схильність спеціалізуватися та перетворюватися на все, що завгодно, якщо дати правильні інструкції, і я досі в захваті від цього», – сказав Сантос.
Це мікроскопічне зображення первинної артеріальної залози (ПГА) показує, що це мішечок з двома мембранами. Внутрішня мембрана являє собою амніотичні ентодермальні клітини, а зовнішня — позаембріональні мезодермальні клітини. Темний простір посередині являє собою рідину всередині ПГА.
Озброївшись своїми новими моделями, команда вирішила відповісти на ключові питання про те, як амніотичні мішки впливають на навколишнє середовище. Вони хотіли знати, які гени можуть спрямовувати клітини на перетворення на PGA. Втручаючись у довгий список генів, які, на їхню думку, можуть впливати на розвиток клітин, вони виявили, що один ген, GATA3, може перетворювати клітини на амніотичні мішки без будь-яких інших сигналів.
GATA3 кодує транскрипційний фактор — білок, який вмикає або вимикає інші гени. Сантос та її команда показали, що два гени, які регулює GATA3, — це BMP4 та CHIR, ті самі гени, що й їхній протокол культивування.
Щоб дослідити, як амніотичний мішок може впливати на сусідні клітини, вони змішали свої PGA з додатковими стовбуровими клітинами, які не були підштовхнуті до перетворення на якийсь конкретний тип клітин. Залишені самостійно, ці клітини продовжували б існувати у своєму неспеціалізованому стані. Але поруч із PGA вони перетворилися на безліч інших «позаембріональних» типів клітин, показуючи, що амніотичний мішок здатний керувати трансформацією клітин навколо нього.
Ця діаграма показує, як PGA розвиваються з часом, значною мірою шляхом самоскладання.
Сантос та її команда зараз вивчають можливі застосування своєї нової системи. Амніотичні мішки мають антимікробні та протизапальні властивості, і люди, які перенесли плановий кесарів розтин, можуть вирішити пожертвувати свої амніотичні мішки для використання як трансплантаційну тканину при лікуванні опіків або відновленні рогівки. Ці пожертвувані матеріали може бути важко стандартизувати, сказала Сантос, але PGA теоретично можуть забезпечити надійне джерело цих бажаних клітин.
І Чжен, доцент кафедри біомедичної та хімічної інженерії Сіракузького університету, який не брав участі в дослідженні, сказав, що будуть потрібні подальші тести, щоб з’ясувати, чи можуть PGAs забезпечити клінічно корисні матеріали для таких процедур.
Він додав, що зрілі нестовбурові клітини можна трансформувати назад у стовбурові клітини, які називаються індукованими плюрипотентними стовбуровими клітинами (iPSC). Можливо, сказав Чжен, iPSC, перетворені на PGA, можуть бути особливо корисними для медичного застосування, частково тому, що для їх створення можна використовувати власні клітини пацієнта.
Кращі моделі амніотичного мішка також можуть допомогти дослідникам зрозуміти, чому ця критично важлива структура іноді функціонує неправильно. Деякі вроджені вади, тобто ті, з якими народжуються діти, пов’язані з відмінностями в розмірі або вмісті мішка до народження, і Сантос сказав, що PGA можуть допомогти пояснити цей зв’язок.
«Я надзвичайно схвильована потенціалом цих маленьких структур», – підсумувала вона.
Р. Дж. Маккензі, автор Live Science
Р. Дж. Маккензі — номінований на премії журналіст з питань науки та здоров’я. Він має ступені з неврології Единбурзького та Кембриджського університетів. Він став письменником після того, як вирішив, що найкращий спосіб зробити внесок у науку — це сидіти за клавіатурою, а не за лабораторним столом. Він писав про все: від технології інтерфейсу мозку до матеріалознавства, що змінює форму тіла, від зростання хижацьких конференцій до важливості програм скринінгу новонароджених. Він колишній штатний автор Technology Networks.
Ви повинні підтвердити своє публічне ім’я, перш ніж коментувати
Будь ласка, вийдіть із системи, а потім увійдіть знову. Після цього вам буде запропоновано ввести своє ім’я для відображення.
Вийти Читати далі
Вчені стверджують, що зуби, вирощені в лабораторії, можуть запропонувати альтернативу пломбам та імплантатам
«Непотрібний» жіночий орган може насправді підтримувати яєчники, виявило дослідження
Вчені виявили раніше невідому частину людських клітин
Перша дитина, зачата за допомогою дистанційно керованого «автоматизованого ЕКЗ», народилася
Новий пристрій для менструальних прокладок відстежує менструальну кров на наявність ознак захворювань
Чи можуть дорослі виробляти нові клітини мозку? Нове дослідження може нарешті вирішити одну з найбільших дискусій у нейронауці. Останні новини про фертильність, вагітність та пологи.
Метформін може запобігти сильній ранковій нудоті
Звичайний паразит обезголовлює людську сперму
Дефіцит заліза під час вагітності може призвести до розвитку жіночих органів у «самців» мишей
Що таке кісти яєчників?
Чи боляче встановлювати внутрішньоматкову спіраль?
«Непотрібний» жіночий орган може насправді підтримувати яєчники, виявило дослідження.
Експериментальне лікування високого рівня холестерину редагує ДНК в організмі для зниження рівня ЛПНЩ
В Австралії чоловік помер від рідкісної хвороби, схожої на сказ
Найдавніші свідчення про те, що люди заразилися хворобами від тварин, датуються 6500 роками.
Руйнування антарктичного морського льоду пов’язане з таємничим стрибком океанічної солі
Сонячний зонд Parker зробив найбільш близькі до Сонця фотографії під час рекордного польоту
Дослідження показує, що колапс ключових атлантичних течій може бути стриманий нещодавно виявленою резервною системою ОСТАННІ СТАТТІ
Під час стихійних лих, таких як повені в Техасі, попередити людей про небезпеку не так просто.
Live Science є частиною Future US Inc, міжнародної медіагрупи та провідного цифрового видавництва. Відвідайте наш корпоративний сайт.
- Про нас
- Зверніться до експертів Future
- Умови та положення
- Політика конфіденційності
- Політика щодо файлів cookie
- Заява про доступність
- Рекламуйтеся у нас
- Веб-сповіщення
- Кар’єра
- Редакційні стандарти
- Як запропонувати нам історію
© Future US, Inc. Повний 7-й поверх, 130 West 42nd Street, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, 10036.
var dfp_config = { «site_platform»: «vanilla», «keywords»: «type-news-daily,serversidehawk,videoarticle,van-enable-adviser-
Sourse: www.livescience.com