Дослідники культивували ембріони мавп в лабораторії досить довго, щоб спостерігати за початком формування органів і розвитком нервової системи.
Дві незалежні групи дослідників з Китайської академії наук повідомили про тривале позаматкове культивування ембріонів мавп. 25-денні моделі дозволяють спостерігати в тривимірному вигляді початок формування внутрішніх органів і нервової системи. Ці етапи важко вивчати при нормальному розвитку зародка всередині матки.
Підтримка позаматкового розвитку ембріона — складне завдання. Після певної кількості поділів клітини розсипаються. У попередніх дослідженнях дослідники культивували бластоцисти мавп — кулі з клітин, що діляться — в чашках Петрі протягом 20 днів. Після цього ембріони зруйнувалися, і вчені не змогли побачити більш просунуті стадії їх розвитку.
У нових дослідженнях вчені використовували спеціальні судини з живильним середовищем, в яких ембріони могли розвиватися в тривимірному просторі, відповідному нормальному внутрішньоутробному розвитку. Обидві групи вчених використовували запліднені яйцеклітини макака-крабоїда (Macaca fascicularis), експерименти відрізнялися складом живильного середовища і судини для зростання ембріонів.
Після запліднення ембріони сформували плоский зародковий диск, з якого поступово розвинулися три клітинних шару: ентодерма, мезодерма і ектодерма. При цьому стадії розвитку штучних ембріонів відповідали природному росту зародків мавп.
25-денний ембріон мавпи, пофарбований звичайним барвником (рожевий) і флуоресцентними барвниками (різнокольоровий).
Зображення: Zhai et al., Cell
За допомогою лабораторної моделі дослідники спостерігали за процесом формування з ектодерми нервової платівки — основи майбутньої нервової системи. В процесі розвитку вона потовщується і згинається в трубку, закладаючи основу для майбутнього головного мозку і хребетного стовпа. Крім того, їм вдалося визначити клітини, які в майбутньому стануть руховими нейронами.
Друга група вчених сконцентрувалася на клітинах мезодерми ембріонів. Дослідники виявили, що деякі з них диференціювалися в клітини серцевого м’яза, а інші дозріли в клітини, виявлені в вистилці кровоносних і лімфатичних судин. Дослідники також визначили клітини, що розвиваються в сполучну тканину, і ті, які складають основу травної системи.
Тривимірна реконструкція зображень ембріонів мавп, отриманих за допомогою двофотонної мікроскопії. Зображення: Yandong Gong et al., Cell
Вчені вважають, що подібні дослідження вирішують відразу два завдання. По-перше, вони дозволяють дізнатися більше про ранні етапи розвитку складних живих організмів. А по-друге, представляють маленький крок на шляху повністю позаматкового розвитку організмів в штучному середовищі.