Ред.: Аверкіна Любов
Вчені отримали зображення людського ембріона вражаючої роздільної здатності. Дослідники зробили найдетальніші зображення розвитку людських ембріонів у режимі реального часу за допомогою двох звичайних лабораторних інструментів — флуоресцентних барвників і лазерних мікроскопів. Техніка, описана в Cell, дозволяє дослідникам вивчати важливі події в перші кілька днів розвитку без генетичних змін ембріонів, які раніше обмежували використання деяких методів візуалізації людських ембріонів через етичні міркування.
Живий людський ембріон, зображений за допомогою флуоресцентних барвників SPY650-DNA (синій) і SPY555-актину (рожевий). Автор зображення: Robin M. Skory, Ana Domingo-Muelas
«Це перший раз, коли ми можемо фактично сфотографувати ранній людський ембріон на дуже ранніх стадіях розвитку з роздільною здатністю клітин». «Ми можемо бачити поодинокі клітини та те, як вони взаємодіють одна з одною, коли формують ембріон до моменту імплантації»
Крім надання нового інструменту для дослідників, техніка візуалізації може призвести до розробки способів неінвазивного скринінгу ембріонів, зачатих шляхом екстракорпорального запліднення (ЕКЗ).
Дослідникам зазвичай доводиться вивчати людські ембріони за допомогою посмертних зразків, оскільки багато інструментів для мічення живих клітин включають їх генетичну модифікацію для виробництва флуоресцентних білків. Ніколас Плахта та його колеги розробили обхідний шлях, використовуючи флуоресцентні барвники, які можна просто додати до зразка, щоб позначити окремі клітинні структури.
Ембріони, використані в цьому дослідженні, були передані для дослідження через клініку ЕКЗ. Вони знаходяться на дуже ранній стадії розвитку — складаються лише з 60–100 клітин кожна — і ще не мають повністю сформованих тканин або органів, каже Плахта. Дослідники використовували SPY650-DNA, флуоресцентний барвник, який позначає геномну ДНК, і SPY555-актин, який позначає білок під назвою F-актин, який утворює скелет клітин. Потім вони візуалізували десятки живих ембріонів протягом перших 40 годин розвитку за допомогою потужних лазерних скануючих мікроскопів
«Ми могли спостерігати, як ці клітини діляться, а хромосоми роз’єднуються, і навіть могли в режимі реального часу зафіксувати дефекти сегрегації хромосом»Наприклад, дослідники помітили, що клітини зовнішнього шару ембріона, відомі як трофобласт, втрачають частину своєї ДНК під час стадії клітинної реплікації, яка називається інтерфазою, під час якої клітини реплікують свою ДНК.
Такі помилки можуть бути пов’язані з хромосомними аномаліями, такими як анеуплоїдія, стан, який характеризується зайвими або відсутніми хромосомами на ранніх термінах ембріона та пов’язаний із втратою вагітності та невдачею імплантації.
«Знання про те, коли виникають анеуплоїдії, дає нам можливість втрутитися та спробувати вирішити проблему»«Останні зображення показують перші дні розвитку ембріона «з небаченою раніше чіткістю»
Дослідники також змогли порівняти ключові події в людських ембріонах і ембріонах миші, які часто використовують як моделі для вивчення ембріонального розвитку. Вони помітили деякі важливі відмінності. Наприклад, процес, званий ущільненням, який передбачає зміни форми клітин, починається на 12-клітинній стадії в ембріонах людини порівняно з 8-клітинною стадією у мишей; процес також є більш асинхронним у людських ембріонах, що призводить до варіацій у формуванні внутрішніх і зовнішніх клітин.
«Виявлення цих невеликих відмінностей і змін — це те, що робить цю техніку такою новою»«Ці невеликі відмінності насправді можуть [перевести] до досить великих змін підчас розвитку в матці»
Автори сподіваються продовжити це дослідження, створюючи зображення людських ембріонів протягом більш тривалого періоду часу, використовуючи лазерні мікроскопи меншої інтенсивності та використовуючи інші барвники, які можуть позначати різні структури, такі як клітинні мембрани.
«Одного разу ця техніка може навіть мати клінічне застосування. У майбутньому ми могли б використовувати такий підхід до живих зображень, щоб неінвазивно стежити за ембріонами в клініці»«Це може стати частиною тестів, щоб визначити, «який ембріон, ймовірно, матиме найкращий потенціал» перед імплантацією.»
За матеріалами: NATURE.COM
0
