Биологи развития изучают эмбрионы на протяжении десятилетий. В числе прочего, они пытаются понять, как эмбриональные клетки развиваются в различные органы. Полученные знания уже пробуют применять на практике, например, выращивая из клеток крошечные органы путем имитации химических и механических сигналов стволовых клеток.

Исследователи из Института науки Вейцмана в Израиле решили пойти дальше. Команда использовала смесь из стволовых клеток, некоторые из которых с помощью определенных химических веществ заставили экспрессировать больше генов, участвующих в развитии плаценты и желточного мешка – органов, необходимых для нормального роста эмбриона. Смесь поместили в специально построенный биореактор. В предыдущих экспериментах это обеспечивало благоприятную среду для роста естественных эмбрионов мыши по крайней мере до 11-го дня жизни.

В ходе исследования команда обнаружила, что искусственная утроба также подходит для выращивания искусственных эмбрионов. Некоторые из них смогли дожить до 8,5 дней. К тому времени мозг, нервная трубка и пищеварительный тракт мышей уже начали формироваться, а сердца бились. Изучив выраженность генов в клетках эмбриона, команда подтвердила, что она совпадает на 95 процентов с наблюдаемой в естественных условиях.

Хотя отклонения не были большими, они имели решающее значение. Из примерно 10 000 клеточных смесей только 50 образовали эмбрионы. Эмбрионов, проживших дольше всех, подвели их сердца. По сравнению с остальными органами они выросли неестественно большими. В целом, получившимся зародышам было далеко до полноценного плода – период беременности у мышей составляет в среднем 20 дней.

Тем не менее, пользу от этих экспериментов нельзя недооценить: подобные исследования могут впоследствии помочь выращивать заменяющие органы для людей из их собственных клеток.

В настоящее время ученые могут успешно преобразовывать клетки организма, включая клетки кожи, в стволовые клетки. Однако выращивание органов из клеток, способных развиваться во все остальные клетки организма, оказалось более сложной задачей. Изучение искусственных эмбрионов в созданной в лаборатории утробе может помочь лучше понять, как влияют на развитие органов окружающие их ткани.

Главный исследователь проекта Джейкоб Ханна и его коллеги признают, что дальнейшее развитие этой идеи может столкнуться с множеством проблем, в том числе, связанных с этикой. Ведь неизвестно, где стирается грань, разделяющая естественные и искусственные эмбрионы.

Исследование было опубликовано в журнале Cell.