Исследователи из Кембриджского университета разработали эмбрионоподобные «гематоиды», имитирующие раннее кроветворение, что стало прорывом в медицине.
Эмбриональные модели, полученные с помощью стволовых клеток, имеют решающее значение для углубления наших знаний о раннем развитии человека.
Кембриджский университет
Исследователи из Кембриджского университета нашли новый способ получения человеческих клеток крови в лабораторных условиях, имитирующий их естественное формирование в эмбрионах. Их открытие может проложить путь к моделированию заболеваний крови, таких как лейкемия, и получению долгоживущих стволовых клеток для трансплантации.
«Это был волнующий момент, когда в чашке появился кроваво-красный цвет — его было видно даже невооруженным глазом», — сказал доктор Джитеш Неупане, первый автор исследования из Кембриджского института Гёрдона.
Группа использовала человеческие стволовые клетки для создания трехмерных эмбрионоподобных структур, которые воспроизводят раннее развитие человека, включая образование стволовых клеток крови.
Эти клетки, известные как гемопоэтические стволовые клетки, являются строительными блоками организма для всех типов клеток крови: от эритроцитов, переносящих кислород, до лейкоцитов, повышающих иммунитет.
Крошечные модели, большие перспективы
Кембриджские учёные называют свои структуры «гематоидами». Эти самоорганизующиеся кластеры начинают вырабатывать кровь примерно через две недели в лабораторных условиях, имитируя процесс, наблюдаемый в человеческих эмбрионах.
Гематоиды не могут развиться в эмбрионы, поскольку у них отсутствуют такие ткани, как желточный мешок и плацента. Однако их способность к кроветворению открывает широкие возможности для изучения раннего развития человека.
«Наша новая модель имитирует развитие крови плода человека в лабораторных условиях», — сказал Ньюпан. «Это проливает свет на то, как клетки крови естественным образом формируются в процессе эмбриогенеза человека, открывая потенциальные возможности для медицины в области скрининга лекарственных препаратов, изучения раннего развития крови и иммунитета, а также моделирования заболеваний крови, таких как лейкемия».
Стволовые клетки, используемые для производства гемотоидов, могут быть получены из любой человеческой клетки, что открывает путь к персонализированной медицине. Когда-нибудь врачи смогут производить кровь, полностью совместимую с организмом пациента, избегая риска отторжения.
Существующие методы создания стволовых клеток крови основаны на сложных коктейлях белков роста. В отличие от этого, этот подход позволяет клеткам самостоятельно направлять свой рост, формируя как клетки крови, так и клетки сердца в рамках одной системы, как и задумано природой.
Строительные блоки жизни
Под микроскопом можно увидеть, как гематоиды развиваются удивительно реалистично. Ко второму дню они формируют три слоя: эктодерму, мезодерму и энтодерму — основные ткани, из которых формируются все органы и системы.
На восьмой день появляются бьющиеся клетки сердца. На тринадцатый день появляются красные пятна крови. Исследования показали, что эти выращенные в лаборатории стволовые клетки могут превращаться в различные группы крови, включая иммунные клетки, такие как Т-клетки.
«Эта модель предлагает новый мощный способ изучения развития крови на ранних стадиях развития человеческого эмбриона», — сказал профессор Азим Сурани, старший автор статьи. «Хотя исследования пока находятся на ранней стадии, возможность получения клеток крови человека в лабораторных условиях знаменует собой значительный шаг на пути к будущим методам регенеративной терапии».
Доктор Джеральдин Джоуэтт, один из авторов, добавила: «Гематоиды захватывают вторую волну развития крови, которая может дать начало специализированным иммунным клеткам или адаптивным лимфоидным клеткам, таким как Т-клетки, что открывает захватывающие возможности для моделирования здорового и ракового развития крови».
Результаты исследования знаменуют собой важный шаг в понимании того, как зарождается человеческая жизнь и как её можно восстановить. Исследование опубликовано в журнале Cell Reports.
Sourse: interestingengineering.com
