Новости

Последние исследования поднимают этические и юридические вопросы о статусе выращенных в лаборатории моделей человеческих эмбрионов.    Две группы ученых объявили о том, что им удалось вырастить эмбрионоподобные структуры, полностью созданные из стволовых клеток человека, которые превосходят все предыдущие попытки. Синтетические эмбрионы развились до стадии, эквивалентной естественным эмбрионам, примерно через 14 дней после оплодотворения. Такие эксперименты могут дать возможность изучать эмбриональное развитие человека на стадиях, более поздних чем когда-либо прежде. Но они также поднимают этические и юридические вопросы о статусе таких "моделей эмбрионов" и о том, как они должны регулироваться.    Работа описана в двух препринтах, размещенных на сервере bioRxiv 15 июня группами под руководством биолога развития Магдалены Зерницка-Гоец из Кембриджского университета (Великобритания) и биолога стволовых клеток Якоба Ханны из Института науки Вейцмана в Реховоте (Израиль). Обе группы ранее уже представляли свои результаты на научных встречах, причем работа попала в заголовки газет после того, как Зерницка-Гоец рассказала о своих результатах на ежегодной встрече Международного общества по исследованию стволовых клеток в Бостоне, штат Массачусетс, 14 июня.    Обе группы позволили своим эмбрионоподобным структурам самособираться из эмбриональных стволовых клеток человека, некоторые из которых были преобразованы в типы клеток, напоминающие стволовые клетки, формирующие плаценту, и клетки, формирующие желточный мешок вне естественно развивающегося эмбриона. Исследователи говорят, что полученные модели эмбрионов демонстрируют структуры и профили транскрипции генов, обнаруженные у человеческих эмбрионов между 6 и 14 днями после оплодотворения - вплоть до начала стадии, называемой гаструляцией, когда клетки, которые сформируют эмбрион, становятся организованными в слой между амниотической полостью и желточным мешком.    Исследователи уже создавали подобные образования из стволовых клеток людей и других животных. В прошлом году те же группы исследователей использовали аналогичные методы для создания моделей эмбрионов из клеток мыши, которые развивались вплоть до стадии, когда начинают формироваться такие органы, как сердце и мозг. Модели человеческих эмбрионов не зашли так далеко, но в препринте, опубликованном 17 мая на сайте bioRxiv, биолог стволовых клеток Али Бриванлу из Университета Рокфеллера в Нью-Йорке и его коллеги сообщили о создании моделей человеческих эмбрионов, которые демонстрируют признаки гаструляции, эквивалентные тем, которые наблюдаются примерно через 12 дней после оплодотворения. В последних исследованиях говорится, что они создали самые совершенные на сегодняшний день модели человеческих эмбрионов.    При проведении исследований на естественных человеческих эмбрионах, как правило, соблюдается общепринятое правило - во многих странах оно закреплено законодательно - о том, что человеческие эмбрионы не должны культивироваться в лаборатории дольше 14 дней. Это означает, что исследователи вынуждены использовать модели животных для изучения более поздних стадий эмбрионального развития. Они не обязательно отражают соответствующие процессы у человека. Но поскольку в большинстве стран модели эмбрионов не соответствуют формальному определению эмбриона, на них не распространяются такие ограничения. "Мы стремились разработать инструмент, позволяющий задавать конкретные вопросы о второй неделе развития человеческого эмбриона, поскольку использование реальных человеческих эмбрионов в исследованиях сопряжено с этическими и техническими трудностями", - поясняет Зерницка-Гоец. "Модели, возраст которых превышает 14 дней, могут дать важное представление о развитии человеческого эмбриона, которое в настоящее время невозможно получить. Их можно использовать, например, для изучения дефектов развития или потери беременности".    Выращивание моделей эмбрионов на все более поздних стадиях развития стало высоко конкурентной гонкой, вызывающей множество споров о достоинствах сделанных заявлений. Пока неясно, насколько обоснованными окажутся заявления, сделанные в ходе последних исследований, ни одно из которых еще не прошло рецензирование. Альфонсо Мартинес Ариас, биолог развития из Университета Помпеу Фабра в Барселоне, Испания, говорит, что в результатах, описанных Зерницкой-Гоец и ее коллегами, нет "ничего", что можно было бы считать аналогом реальных 14-дневных эмбрионов. "Мы видим лишь массу клеток, разделенных на отсеки, но никакой эмбрионоподобной организации", - говорит он.     Он считает, что сверхэкспрессия некоторых генов, необходимых для производства внеэмбриональных типов клеток, "запутывает то, что делают клетки", и утверждает, что полученные результаты не показывают ничего такого, что выходило бы за рамки предыдущих работ. Зерницка-Гетц признает ограниченность эмбриональных моделей для изучения развития. "Эти структуры не повторяют все аспекты эмбриона, - говорит она, - а скорее служат нам дополнительным инструментом для изучения дифференциации конкретных тканей на ключевых этапах развития".    Полученные результаты вызвали дискуссию о статусе моделей человеческих эмбрионов в целом и о том, должны ли они и впредь оставаться вне рамок законодательства о человеческих эмбрионах. Хотя на них не распространяется правило 14 дней, эмбрионоподобные структуры, о которых сообщили группы Зерницкой-Гоец и Ханны, должны соответствовать руководящим принципам и правилам использования эмбриональных стволовых клеток человека, из которых они сделаны. Однако другие группы создали модели эмбрионов, используя "индуцированные" стволовые клетки, полученные из тканей взрослого человека, которые не подчиняются таким правилам. Эти модели эмбрионов "вообще не регулируются", - утверждает Робин Ловелл-Бэдж, клеточный биолог из Института Фрэнсиса Крика в Лондоне.    Пока еще никто не создал модели эмбрионов, способных развиться в человека, но недавнее исследование моделей эмбрионов обезьян показало, что такие модели могут вызывать беременность (которая вскоре самопроизвольно прерывается), если их поместить в матку. Некоторые исследователи считают, что для прояснения этих вопросов необходимо пересмотреть определение эмбриона. По мнению других, вся цель создания моделей эмбрионов заключается в том, чтобы обойти существующие ограничения на исследования эмбрионов. "Эти модели действительно ставят под сомнение необходимость придерживаться правила 14 дней", - говорит Лавелл-Бэдж, которая входила в состав комитета, который в 2021 году рекомендовал смягчить это правило.    В любом случае, создание моделей человеческих эмбрионов, которые живут гораздо дольше, сопряжено с серьезными трудностями, отмечает Мартинес Ариас. Создание структур, развивающихся до 21 дня, "будет непростым делом", говорит он. "Я буду удивлен, если [модели человеческих эмбрионов] смогут выйти за эти рамки".

Зрелая микробиота кишечника в возрасте 1 года опосредует 63% защитного эффекта риска развития IgE-опосредованной пищевой аллергии в младенчестве при наличии старших братьев и сестер, говорится в исследовании, опубликованном в журнале Journal of Allergy and Clinical Immunology.    Как пишет Юань Гао, научный сотрудник Института физического и психического здоровья и клинических преобразований Университета Дикина, и его коллеги, этот эффект, по-видимому, был обусловлен общим составом микробиоты кишечника, а не конкретными таксонами.    В исследовании приняли участие 323 младенца (54,5% мальчиков), отобранных случайным образом из когорты Barwon Infant Study, состоящей из 1074 младенцев, набранных в юго-восточной Австралии в период с 2010 по 2013 год, с данными секвенирования 16S рРНК в кале в возрасте 1, 6 и/или 12 месяцев. В эту группу вошли 20 новорожденных с клинически подтвержденной пищевой аллергией и 12 с полисенсибилизацией в возрасте 1 года. В исследовании также приняли участие 60 младенцев (55% мальчиков) с клинически подтвержденной пищевой аллергией, в том числе 34 с полисенсибилизацией, в возрасте 12 месяцев для сравнения со случайной выборкой.    В возрасте 1 года пациенты прошли кожные пробы на коровье молоко, яичный белок, арахис, кунжут, кешью, пылевого клеща, аллерген кошки, аллерген собаки, райграс и плесневый грибок Alternaria tenuis. Образцы фекалий были взяты у матерей на 36 неделе беременности и у младенцев в возрасте 1, 6 и 12 месяцев. В группу из 60 детей с клинически подтвержденной пищевой аллергией вошли три ребенка (5%) с клинической историей, аллергической реакцией в течение 2 месяцев после 12-месячного обследования и положительным результатом кожной пробы, что классифицировало их как пищевых аллергиков без пищевой пробы. Исследователи также обнаружили, что у младенцев с пищевой аллергией или полисенсибилизацией было меньше старших братьев и сестер и что они реже жили в семье с домашними животными, особенно с собаками.    20 наиболее распространенных родов в микробиоте кишечника этих детей в возрасте первого года жизни включали рода Bifidobacterium и Escherichia/Shigella, которые исследователи назвали многочисленными в возрасте 1 месяца, сниженными в возрасте 6 месяцев и еще более истощенными в возрасте 12 месяцев. Streptococcus, Veillonella, Lachnoclostridium и Lactobacillus были наиболее распространены в относительном количестве в возрасте 6 месяцев. Также в возрасте 6 месяцев стали обнаруживаться Faecalibaterium, Akkermansia и Roseburia, а в возрасте 12 месяцев их количество увеличилось.    Анализируя варианты ампликонных сиквенсов (ASVs), исследователи рассчитали возраст каждой микробиоты. Более высокие z-баллы микробиоты по возрасту (MAZ) указывали на большую зрелость. У новорожденных с пищевой аллергией возраст микробиоты в возрасте 12 месяцев был ниже, чем у новорожденных без пищевой аллергии. Риск развития пищевой аллергии в возрасте 12 месяцев был связан с более высоким уровнем MAZ в возрасте 12 месяцев, но не с MAZ в возрасте 1 месяца или 6 месяцев. Ни один из потенциальных ограничивающих факторов не изменил оценку MAZ в возрасте 12 месяцев более чем на 10%.    Результаты были аналогичными для полисенсибилизации в возрасте 12 месяцев. Корректировка на возраст первого употребления яиц не ослабила связь между MAZ и полисенсибилизацией в возрасте 12 месяцев. Кроме того, не было различий в количестве 25 наиболее важных ASV в модели, предсказывающей MAZ в возрасте 12 месяцев, между новорожденными с пищевой аллергией и теми, у кого не было пищевой аллергии в возрасте 12 месяцев.    Более высокий показатель MAZ был связан с большим количеством братьев и сестер и наличием собаки в доме, как в возрасте 12 месяцев, так и с наличием кошки в доме в возрасте 1 месяца.Также наблюдалась связь между менее зрелой микробиотой кишечника младенцев в возрасте 1 месяца и в возрасте 6 месяцев и большей продолжительностью грудного вскармливания. Задержка созревания микробиоты кишечника младенца в возрасте 6 месяцев была связана с более поздним введением твердой пищи.    Используя шкалу логарифмических коэффициентов, исследователи показали, что общий эффект большего числа братьев и сестер на пищевую аллергию составил -0,44, при этом MAZ в 12 месяцев опосредует 63% защитного эффекта большего числа братьев и сестер в отношении пищевой аллергии. Исследователи также оценили общее влияние собаки в доме на пищевую аллергию как -1,02, при этом MAZ в возрасте 12 месяцев опосредует 27% защитного эффекта этих собак в отношении пищевой аллергии.    Кроме того, исследователи заявили, что существует ассоциация между повышением концентрации пропионата в кале в возрасте 12 месяцев и снижением пищевой аллергии. Уровень пропионата в фекалиях в возрасте 12 месяцев имел отрицательную связь с Turicibacter sanguinis и положительную связь с Escherichia/Shigella. На основании этих данных исследователи пришли к выводу, что существует ассоциация между задержкой созревания микробиоты кишечника младенца в возрасте 12 месяцев и повышенным риском клинически подтвержденной IgE-опосредованной пищевой аллергии в возрасте 12 месяцев.    Кроме того, продолжили исследователи, более позднее созревание микробиоты кишечника новорожденных в возрасте 12 месяцев частично опосредует защитный эффект наличия старших братьев и сестер на риск развития IgE-опосредованной пищевой аллергии. По словам исследователей, дальнейшее изучение механизмов, лежащих в основе этих ассоциаций, может помочь разработать стратегии профилактики аллергических заболеваний в позднем младенческом возрасте.