Что означает понятие "эмбрион"? Ученые считают, что это определение необходимо пересмотретьЧто означает понятие "эмбрион"? Ученые считают, что это определение необходимо пересмотреть
Выращенные в лаборатории структуры, способные превратиться в плод, должны рассматриваться - и регламентироваться - как эмбрионы, считают некоторые исследователи.
Группа исследователей предлагает пересмотреть понятие "человеческий эмбрион". Достижения последних лет показали, что стволовые клетки человека могут быть использованы для создания эмбрионоподобных структур, называемых моделями эмбрионов, которые могут воссоздавать некоторые особенности раннего развития зародыша. Подобные исследования ставят этические дилеммы, поскольку эти структуры не соответствуют формальному определению эмбриона и поэтому не подпадают под действие нормативных документов, регулирующих исследования эмбрионов.
В работе, опубликованной в журнале Cell 17 августа, биолог Николя Риврон из Института молекулярной биотехнологии в Вене и его коллеги предлагают новое определение эмбриона человека, которое будет включать модели эмбрионов, приобретающие потенциал развития в плод. Исследователь стволовых клеток Берна Созен из Йельского университета считает, что новое определение эмбриона было бы своевременным, "не только для того, чтобы лучше отразить наши современные знания, но и для того, чтобы проложить путь к более точным и всеобъемлющим дискуссиям в научном сообществе".
Кластеры клеток
Модели эмбрионов представляют собой кластеры эмбриональных стволовых клеток (ЭСК), которые могут начать дифференцироваться и организовываться таким образом, что это напоминает развитие раннего эмбриона. (В качестве альтернативы они могут быть получены из индуцированных плюрипотентных клеток - зрелых клеток, перепрограммированных в состояние, подобное стволовым клеткам). Некоторые модели эмбрионов также включают клетки, являющиеся предшественниками вспомогательных тканей матки, например, экстраэмбриональные клетки, формирующие желточный мешок, и стволовые клетки трофобласта, из которых образуется плацента. Эти другие типы клеток могут быть получены из ЭСК.
Исследователи могут использовать модели эмбрионов для изучения развития без этических и юридических ограничений, которые применяются к реальным эмбрионам. В настоящее время многие страны следуют рекомендациям Международного общества по изучению стволовых клеток (ISSCR) от 2016 года, согласно которым эмбрион человека не может культивироваться вне организма более 14 дней после оплодотворения. Это ограничение означает, что исследования более поздних стадий развития, которые могут помочь ученым понять причины выкидышей и дефектов развития, в основном опираются на животные модели, которые не всегда являются надежными ориентирами развития человека.
В прошлом году исследователи сообщили о моделях мышиных эмбрионов, способных развиваться до стадии, эквивалентной эмбриону через 8,5 дней после оплодотворения, что составляет примерно половину гестационного периода. Модели эмбрионов имели ось тела и зарождающиеся голову, конечности и сердце. Модели эмбрионов человека пока не достигли такого уровня, но в этом году некоторые из тех же исследователей сообщили о моделях эмбрионов человека, культивируемых in vitro до эквивалентной стадии - 13-14 дней после оплодотворения.
Такие модели эмбрионов, напоминающие эмбрионы после стадии их имплантации в матку, не могут развиться в плод, даже если их имплантировать в матку (процедура, запрещенная для человека во многих странах). Однако модели эмбрионов на предимплантационной стадии через 5-7 дней после оплодотворения, называемые бластоидами, возможно, смогут продолжить дальнейшее развитие. ISSCR называет такие модели интегрированными эмбрионами и рекомендует использовать их в исследованиях только после тщательной проверки научными и этическими комитетами.
Переломный момент
"Сейчас очевидно, что научный прогресс сокращает биологический и, следовательно, этический и правовой разрыв между моделями эмбрионов и эмбрионами", - пишут Риврон и его коллеги. "В будущем модели эмбрионов могут пройти "переломный момент", после которого, по нашему мнению, большинство этических различий с эмбрионом исчезнет". В апреле этого года исследователи показали, что бластоиды, созданные из ЭСК обезьян и других типов клеток, могут вызывать беременность при имплантации обезьянам, хотя все беременности прерываются спонтанно. "Мы можем предвидеть, что наиболее совершенные модели эмбрионов в какой-то момент превратятся в зародыши, дающие начало отдельным особям, - утверждает Риврон.
Юридические определения эмбрионов в разных странах различны, но, как правило, к ним относят эмбрионы, созданные либо путем оплодотворения яйцеклетки сперматозоидом, либо путем клонирования - например, путем переноса ядра из нерепродуктивной клетки в яйцеклетку. По словам Альфонсо Мартинеса Ариаса, биолога развития из Университета Помпеу Фабра в Барселоне (Испания) и соавтора статьи в Cell, в настоящее время ни одно определение не включает модели эмбрионов.
Риврон, Мартинес Ариас и их коллеги утверждают, что вопрос о том, может ли модель эмбриона вырасти хотя бы до стадии плода, должен быть ключевым для принятия решения о ее морально-этическом статусе. Они предлагают определять эмбрион как
"группу человеческих клеток, поддерживаемых элементами, выполняющими внеэмбриональные и маточные функции, которые в совокупности обладают потенциалом для формирования плода",
и это следует делать "независимо от того, как они появились на свет". То, к какой стадии развития плода это относится, по их мнению, должно стать предметом дальнейшего обсуждения.
Элисон Мердок, занимающаяся исследованиями в области репродуктивной медицины в Университете Ньюкасла (Великобритания), считает, что это предложение "будет иметь решающее значение" при планируемом пересмотре правил проведения эмбриологических исследований. Однако она подчеркивает, что "ни одна из существующих моделей человеческих эмбрионов даже близко не подходит к этому порогу". А Якоб Ханна, биолог стволовых клеток из Научного института Вейцмана в Реховоте (Израиль), считает, что, возможно, еще слишком рано приступать к формализации таких различий. "Модели эмбрионов находятся на самом раннем этапе, - говорит он, - и попытки внести изменения на столь ранней стадии могут привести к нежелательным или ошибочным результатам, которые впоследствии будет трудно устранить".
"В настоящее время для создания интегрированных моделей эмбрионов приходится использовать наивные клетки, которые быстро накапливают генетические аномалии и слишком ненормальны для формирования зародыша", - объясняет Риврон. Однако он добавляет, что "мы должны думать о том, что эти технические препятствия могут быть устранены". Мартинес Ариас считает, что вопрос о том, что считать настоящей моделью эмбриона, а не просто культурой клеток или тканей, также требует тщательного рассмотрения. В противном случае "мы запутаем ученых и общественность", - отмечает он.
