Эмбрион человеческий: Ученые создали эмбрион из клеток кожи человека. Это настоящий зародыш?

Содержание

Ученые создали эмбрион из клеток кожи человека. Это настоящий зародыш?

https://ria.ru/20210321/embrion-1602041479.html

Ученые создали эмбрион из клеток кожи человека. Это настоящий зародыш?

Ученые создали эмбрион из клеток кожи человека. Это настоящий зародыш? — РИА Новости, 21.03.2021

Ученые создали эмбрион из клеток кожи человека. Это настоящий зародыш?

На этой неделе сразу два коллектива ученых заявили, что создали модель человеческого эмбриона без яйцеклетки и сперматозоида. Имитацию бластоцисты — ранней… РИА Новости, 21.03.2021

2021-03-21T08:00

2021-03-21T08:00

2021-03-21T08:10

наука

эмбрионы

биология

здоровье

мичиганский университет

кембриджский университет

великобритания

нидерланды

сша

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdn22.img.ria.ru/images/155554/30/1555543033_0:257:2730:1793_1920x0_80_0_0_64ab4d3e90cd4b0345d027db6be9b49c. jpg

МОСКВА, 21 мар — РИА Новости, Альфия Еникеева. На этой неделе сразу два коллектива ученых заявили, что создали модель человеческого эмбриона без яйцеклетки и сперматозоида. Имитацию бластоцисты — ранней стадии развития зародыша — вырастили из фибробластов, перепрограммированных клеток соединительной ткани. Это позволит обойти запрет на подобные опыты в большинстве стран. РИА Новости разбирается, насколько «настоящий» получился зародыш и какое будущее ждет эти открытия. Зачатие без оплодотворенияОбычно эмбрионы в лабораторных условиях выращивают из донорских оплодотворенных яйцеклеток. В случае клонирования от сперматозоидов можно отказаться. Начиная с середины десятых годов стало понятно, что вырастить зародыши в пробирке можно без участия половых клеток вообще. Бластоциста состоит из трех типов клеток, из которых потом формируются ткани плода, плацента и желточный мешок. А получают все это из стволовых клеток. Впервые создать “зародыш без родителей” удалось в 2017-м ученым из Кембриджского университета (Великобритания). Они взяли эмбриональные и экстраэмбриональные трофобластные стволовые клетки (из них образуется плацента) мыши и поместили их на трехмерный внеклеточный матрикс. Там они самоорганизовались в структуру, которая по строению напоминала обычный мышиный зародыш. Однако на четвертый день эксперимента его развитие остановилось — не было доступа к питательным веществам, как в организме матери. Беременность стволовыми клеткамиНа следующий год эксперимент повторили исследователи из Утрехтского университета (Нидерланды). Как и британские коллеги, они создали мышиный эмбрион из стволовых клеток двух типов — эмбриональных и трофобластных. Однако голландцы продвинулись дальше. У выращенной ими бластоцисты сформировались все типы клеток, необходимые для дальнейшего развития. Более того, при имплантации в матку животного бластоциста вызывала беременность. Правда, авторы работы подчеркивали, что у них получился не совсем настоящий зародыш и потому самка не смогла бы его выносить и родить. В 2019 году ученые из Института биологических исследований Солка (США) также инициировали беременность у мышей, пересадив им эмбрионы, полученные всего из одной соматической клетки. Ее взяли из организма взрослого животного, перепрограммировали и размножили — таким образом появилась культура зародышевых стволовых клеток. Затем их перепрограммировали еще раз, превратив в так называемые улучшенные плюропотентные клетки, и обработали коктейлем из специальных сигнальных веществ — тех, которые при естественном эмбриональном развитии вызывают дифференцировку трофобласта (из него формируется плацента) и внутренней клеточной массы (из нее образуются ткани зародыша). В результате в 15 процентах случаев из них вырастали бластоиды — структуры, аналогичные бластоцистам по клеточному составу и экспрессии генов. Когда полученные бластоиды переносили в матку мышей, то примерно семи процентам удавалось там прикрепиться. Как отмечали исследователи, в организме самок они развивались еще около недели, но существенно отставали от обычных зародышей, а затем замирали. Имитация человекаГипотетически подобный фокус должен был сработать и с человеческими клетками. Полученный таким образом эмбрион позволил бы обойти нынешние довольно суровые правила, напрямую запрещающие создавать зародыши человека в исследовательских целях. А без этого невозможно разобраться, что на самом деле происходит на ранних стадиях развития. И вот 12 марта группа ученых из Калифорнийского технологического (США) и Кембриджского университетов сообщила, что они вырастили человеческие эмбрионы, используя только стволовые и соматические клетки взрослых людей. Фактически исследователи усовершенствовали методику, по которой в 2017-м создали первого в мире мышиного “зародыша без родителей”. Однако их результаты появились только на сайте препринтов bioRxiv и пока не прошли процедуру рецензирования. Две другие работы — биологов из США и Австралии — вышли одновременно 18 марта в Nature. И тем, и другим удалось вырастить из клеток соединительной ткани взрослого человека структуру, которая по свойствам, форме и размерам похожа на человеческую бластоцисту. Как и в экспериментах с мышами, ее назвали бластоидом. Американцы сначала перепрограммировали клетки фибробластов в плюрипотентные стволовые. А затем поместили их в специальную трехмерную чашку для культивирования, где воздействовали на них сигнальными веществами. В результате сформировался эмбрион. Подобно настоящей человеческой бластоцисте, он содержал три типа клеток, из которых впоследствии должны сформироваться плацента, желточный мешок и ткани самого зародыша. Австралийцы пошли иным путем. Они перепрограммировали клетки взрослого человека таким образом, что несколько важных генов экспрессировались в них так же, как в трех типах клеток, содержащихся в бластоцисте. Затем поместили в трехмерную чашку, где обрабатывали коктейлем из сигнальных веществ. Через шесть-восемь дней они получили модель человеческого эмбриона. В обоих экспериментах в бластоиды превращалось всего около 20 процентов перепрограммированных клеток, что сравнимо с результатами опытов с мышами. Кроме того, ученые сымитировали перенос получившихся зародышей в матку — по понятным причинам провести такую процедуру в реальности нельзя. Псевдоимплантация прошла успешно, однако уже на десятый-одиннадцатый день зародыши останавливались в развитии. Как пояснил в разговоре с РИА Новости заведующий лабораторией генетики нарушений репродукции ФГБНУ «Медико-генетический научный центр имени академика Н. П. Бочкова» Вячеслав Черных, в исследованиях речь идет о не вполне «настоящем» зародыше человека. “Хотя в искусственно созданной бластоцисте есть необходимые элементы (наружный слой клеток, полость — бластоцель — и часть, напоминающая внутреннюю клеточную массу), отмечаются и некоторые эмбриологические недостатки. В частности, нарушения динамики и синхронности развития, морфологические различия строения структур эмбриона, генетические и эпигенетические несоответствия и прочее”, — отметил он.Не совсем человекВполне вероятно, что общество в целом будет относиться к исследованиям на таких моделях более терпимо, чем к опытам над настоящими эмбрионами, считают в редакционной статье Nature исследователи из Мичиганского университета (США). Пока главный этический вопрос, который стоит решить, — применимо ли к ним правило 14 дней. Сегодня человеческие эмбрионы, полученные экспериментально, уничтожают через 14 дней после оплодотворения. В одних странах нарушение этой нормы карается законодательно, в других — опыты с подобными зародышами отклоняют этические комитеты и лишают финансирования. “Поскольку подобное «клеточное создание» получено искусственно, то не вполне запрещено его выращивать. Однако переносить его в полость матки женщины точно нельзя и это должно быть запрещено! Возможно, их имеет смысл делать для фундаментальных исследований механизмов развития человека на ранних стадиях после оплодотворения яйцеклетки. Тем более, если не будет запрета, что подобные эмбрионоиды могут быть культивированы больше 14 дней», — пояснил Вячеслав Черных. Если же в отношении бластоидов запрет отменят, то ученым, вероятно, удастся разобраться не только с причинами выкидышей и неудачами при ЭКО, но и выяснить механизмы целого ряда наследственных патологий — в том числе сердечно-сосудистых заболеваний и некоторых типов диабета.

https://ria.ru/20200611/1572793091.html

https://ria.ru/20190908/1558438867.html

https://ria.ru/20190731/1557040939.html

великобритания

нидерланды

сша

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2021

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdn22.img.ria.ru/images/155554/30/1555543033_0:0:2730:2048_1920x0_80_0_0_aa30e05111128b73a6d2d0339194672c.jpg

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

эмбрионы, биология, здоровье, мичиганский университет, кембриджский университет, великобритания, нидерланды, сша

МОСКВА, 21 мар — РИА Новости, Альфия Еникеева. На этой неделе сразу два коллектива ученых заявили, что создали модель человеческого эмбриона без яйцеклетки и сперматозоида. Имитацию бластоцисты — ранней стадии развития зародыша — вырастили из фибробластов, перепрограммированных клеток соединительной ткани. Это позволит обойти запрет на подобные опыты в большинстве стран. РИА Новости разбирается, насколько «настоящий» получился зародыш и какое будущее ждет эти открытия.

Зачатие без оплодотворения

Обычно эмбрионы в лабораторных условиях выращивают из донорских оплодотворенных яйцеклеток. В случае клонирования от сперматозоидов можно отказаться. Начиная с середины десятых годов стало понятно, что вырастить зародыши в пробирке можно без участия половых клеток вообще. Бластоциста состоит из трех типов клеток, из которых потом формируются ткани плода, плацента и желточный мешок. А получают все это из стволовых клеток.

Впервые создать “зародыш без родителей” удалось в 2017-м ученым из Кембриджского университета (Великобритания). Они взяли эмбриональные и экстраэмбриональные трофобластные стволовые клетки (из них образуется плацента) мыши и поместили их на трехмерный внеклеточный матрикс. Там они самоорганизовались в структуру, которая по строению напоминала обычный мышиный зародыш.

Однако на четвертый день эксперимента его развитие остановилось — не было доступа к питательным веществам, как в организме матери.

Беременность стволовыми клетками

На следующий год эксперимент повторили исследователи из Утрехтского университета (Нидерланды). Как и британские коллеги, они создали мышиный эмбрион из стволовых клеток двух типов — эмбриональных и трофобластных. Однако голландцы продвинулись дальше. У выращенной ими бластоцисты сформировались все типы клеток, необходимые для дальнейшего развития.

Более того, при имплантации в матку животного бластоциста вызывала беременность. Правда, авторы работы подчеркивали, что у них получился не совсем настоящий зародыш и потому самка не смогла бы его выносить и родить.

11 июня 2020, 12:01НаукаУченые собрали из стволовых клеток модель эмбриона человекаВ 2019 году ученые из Института биологических исследований Солка (США) также инициировали беременность у мышей, пересадив им эмбрионы, полученные всего из одной соматической клетки. Ее взяли из организма взрослого животного, перепрограммировали и размножили — таким образом появилась культура зародышевых стволовых клеток.

Затем их перепрограммировали еще раз, превратив в так называемые улучшенные плюропотентные клетки, и обработали коктейлем из специальных сигнальных веществ — тех, которые при естественном эмбриональном развитии вызывают дифференцировку трофобласта (из него формируется плацента) и внутренней клеточной массы (из нее образуются ткани зародыша). В результате в 15 процентах случаев из них вырастали бластоиды — структуры, аналогичные бластоцистам по клеточному составу и экспрессии генов.

Когда полученные бластоиды переносили в матку мышей, то примерно семи процентам удавалось там прикрепиться. Как отмечали исследователи, в организме самок они развивались еще около недели, но существенно отставали от обычных зародышей, а затем замирали.

8 сентября 2019, 03:42НаукаУченый раскритиковал искусственное программирование пола эмбриона человека

Имитация человека

Гипотетически подобный фокус должен был сработать и с человеческими клетками. Полученный таким образом эмбрион позволил бы обойти нынешние довольно суровые правила, напрямую запрещающие создавать зародыши человека в исследовательских целях. А без этого невозможно разобраться, что на самом деле происходит на ранних стадиях развития. И вот 12 марта группа ученых из Калифорнийского технологического (США) и Кембриджского университетов сообщила, что они вырастили человеческие эмбрионы, используя только стволовые и соматические клетки взрослых людей. Фактически исследователи усовершенствовали методику, по которой в 2017-м создали первого в мире мышиного “зародыша без родителей”. Однако их результаты появились только на сайте препринтов bioRxiv и пока не прошли процедуру рецензирования. Две другие работы — биологов из США и Австралии — вышли одновременно 18 марта в Nature. И тем, и другим удалось вырастить из клеток соединительной ткани взрослого человека структуру, которая по свойствам, форме и размерам похожа на человеческую бластоцисту. Как и в экспериментах с мышами, ее назвали бластоидом.

Американцы сначала перепрограммировали клетки фибробластов в плюрипотентные стволовые. А затем поместили их в специальную трехмерную чашку для культивирования, где воздействовали на них сигнальными веществами. В результате сформировался эмбрион. Подобно настоящей человеческой бластоцисте, он содержал три типа клеток, из которых впоследствии должны сформироваться плацента, желточный мешок и ткани самого зародыша.

Австралийцы пошли иным путем. Они перепрограммировали клетки взрослого человека таким образом, что несколько важных генов экспрессировались в них так же, как в трех типах клеток, содержащихся в бластоцисте. Затем поместили в трехмерную чашку, где обрабатывали коктейлем из сигнальных веществ. Через шесть-восемь дней они получили модель человеческого эмбриона.

В обоих экспериментах в бластоиды превращалось всего около 20 процентов перепрограммированных клеток, что сравнимо с результатами опытов с мышами.

Кроме того, ученые сымитировали перенос получившихся зародышей в матку — по понятным причинам провести такую процедуру в реальности нельзя. Псевдоимплантация прошла успешно, однако уже на десятый-одиннадцатый день зародыши останавливались в развитии.

Как пояснил в разговоре с РИА Новости заведующий лабораторией генетики нарушений репродукции ФГБНУ «Медико-генетический научный центр имени академика Н. П. Бочкова» Вячеслав Черных, в исследованиях речь идет о не вполне «настоящем» зародыше человека. “Хотя в искусственно созданной бластоцисте есть необходимые элементы (наружный слой клеток, полость — бластоцель — и часть, напоминающая внутреннюю клеточную массу), отмечаются и некоторые эмбриологические недостатки. В частности, нарушения динамики и синхронности развития, морфологические различия строения структур эмбриона, генетические и эпигенетические несоответствия и прочее”, — отметил он.

Не совсем человек

Вполне вероятно, что общество в целом будет относиться к исследованиям на таких моделях более терпимо, чем к опытам над настоящими эмбрионами, считают в редакционной статье Nature исследователи из Мичиганского университета (США). Пока главный этический вопрос, который стоит решить, — применимо ли к ним правило 14 дней. Сегодня человеческие эмбрионы, полученные экспериментально, уничтожают через 14 дней после оплодотворения. В одних странах нарушение этой нормы карается законодательно, в других — опыты с подобными зародышами отклоняют этические комитеты и лишают финансирования.

“Поскольку подобное «клеточное создание» получено искусственно, то не вполне запрещено его выращивать. Однако переносить его в полость матки женщины точно нельзя и это должно быть запрещено! Возможно, их имеет смысл делать для фундаментальных исследований механизмов развития человека на ранних стадиях после оплодотворения яйцеклетки. Тем более, если не будет запрета, что подобные эмбрионоиды могут быть культивированы больше 14 дней», — пояснил Вячеслав Черных.

Если же в отношении бластоидов запрет отменят, то ученым, вероятно, удастся разобраться не только с причинами выкидышей и неудачами при ЭКО, но и выяснить механизмы целого ряда наследственных патологий — в том числе сердечно-сосудистых заболеваний и некоторых типов диабета.

31 июля 2019, 13:57НаукаУченые из США и Испании создали эмбрион-химеру человека и обезьяны

Ученые раскрыли тайны раннего развития человека

Ученые хорошо изучили самые ранние этапы жизни многих животных, тогда как развитие человека во многом остается загадкой.

— Нас немного смущает, что в начале двадцать первого века мы знаем больше о рыбах, мышах и лягушках, чем о самих себе, — отметил биолог из университета Рокфеллера Али Бриванлоу. — Это не просто объяснить своим студентам.

Сейчас белых пятен на этом научном поле стало чуть меньше. В рамках последнего исследования ученые наблюдали, как клетки в эмбрионах начали дифференцировать и выявили особенности, которые являются уникальными для человеческого развития. Например, Бриванлоу и его коллеги выявили группу клеток, которая появляется в эмбрионе в районе 10-го дня, а затем внезапно исчезает на 12-й. Биологи пока не выяснили функцию этого кластера клеток, который на пике развития составляет 5-10 процентов зародыша. Похоже, это некий переходный орган, сродни хвосту, который начинает расти у эмбрионов позже, но затем пропадает еще до рождения. «Это как открытие нового органа в вашем теле», — говорит Али Бриванлоу.

Индустрия рождаемости также может извлечь выгоду из новой технологии выращивания эмбрионов. Норберт Глейхер, руководитель Центра репродукции человека в нью-йоркской клинике искусственного оплодотворения, отмечает, что около 50 процентов эмбрионов, которые имплантируют в матку матери, не выживают. Последние исследования могут помочь ученым понять, что идет не так в подобных случаях.

— Процесс имплантации — это большой черный ящик для нас, — говорит Глейхер, который ранее уже сотрудничал с Али Бриванлоу. Сейчас медик планирует использовать наработки своего коллеги, чтобы лучше оценивать жизнеспособность эмбрионов перед их имплантацией в клиниках.

Способность вырастить эмбриона в пробирке до 13-го дня жизни поднимает ряд этических и политических проблем. В 12 странах мира, в том числе США и Великобритании, ученым запрещено работать с эмбрионами старше 14 дней. Это крайний срок, когда эмбрион можно разделить на идентичных близнецов, затем, как подсказывает логика, начинает формироваться уникальный индивидуум.

Ученые сомневаются, что их эмбрионы прожили бы сильно дольше, чем 14 дней. Дело в том, что на более позднем сроке организм нуждается в смеси гормонов и питательных веществ от матери, точный состав которой до сих пор не известен. Чтобы узнать больше, исследователи уже начали эксперименты с эмбрионами приматов и коров.

Осторожно, химера. Ученые вырастили человеческие клетки в эмбрионе макаки

Автор фото, Weizhi Ji/Kunming Univ of Science and Technology

Подпись к фото,

Исследователи уничтожили эмбрион-химеру из клеток человека и макаки на 20-й день, но возобновили дискуссию о юридическом статусе того, что выросло бы из такого эмбриона

Ученые пересадили человеческие клетки в эмбрионы макак и выращивали их в лаборатории 20 дней. По словам ученых, этот эксперимент поможет решить проблему острой нехватки трансплантируемых органов, а также больше понять о раннем развитии человека, прогрессировании заболеваний и старении.

Учеными руководил профессор Хуан Карлос Исписуа Бельмонте из Института Солка в США, который в 2017 году помог создать первый гибрид человека и свиньи. В ходе эксперимента они вводили человеческие стволовые клетки, способные развиваться в любые человеческие ткани, эмбрионам макак. Ранее подобные эмбрионы смешанного вида, или химеры, были получены с помощью эмбрионов овец и свиней.

Исследование, проведенное американо-китайской группой ученых, вызвало очередную дискуссию об этичности таких экспериментов.

Профессор Бельмонте, в свою очередь, говорит, что исследование, опубликованное в журнале Cell, полностью соответствует действующим этическим и правовым нормам.

«Использование химер поможет в проведении медико-биологических исследований не только на самой ранней стадии жизни, но и на самой поздней. В конечном итоге, мы проводим эти исследования для того, чтобы понять и улучшить здоровье человека», — сказал он.

Но ряд ученых обеспокоены этими исследованиями. Доктор Анна Смайдор, преподаватель и исследователь медико-биологической этики в Норвичской медицинской школе Университета Восточной Англии, обращает внимание на то, что, хотя в этом случае эмбрионы были уничтожены через 20 дней, другие ученые могли бы продолжить выращивать химеру и неизвестно, к чему это может привести.

Она и другие ученые призывают к публичному обсуждению последствий создания человеко-животных химер.

«Ученые, стоящие за этим исследованием, заявляют, что эти химерные эмбрионы открывают новые возможности, потому что мы не можем проводить определенные типы экспериментов на людях. Но как ответить на вопрос, являются ли химерные эмбрионы людьми?» — говорит Анна Смайдор.

Профессор Джулиан Савулеску, директор Оксфордского центра практической этики Уэхиро и содиректор Центра этики и гуманитарных наук Оксфордского университета, согласен, что исследование «открывает ящик Пандоры для химер, не являющихся людьми».

«В этот раз эмбрионы были уничтожены на 20-й день развития. Но выращивание химер в качестве источника органов для людей — это лишь вопрос времени», — говорит профессор Джулиан Савулеску.

Продолжать эти исследования необходимо, но критически важно обсудить их последствия в публичном поле и определить этический и юридический статус химер, содержащих человеческие и животные клетки, говоря ученые.

Человеческие эмбрионы уязвимы для коронавируса на ранних стадиях развития — Наука

ТАСС, 22 января. Биологи обнаружили, что клетки эмбрионов на ранних стадиях развития очень уязвимы для коронавируса нового типа, если его частицы смогут проникнуть в утробу беременной. Статью с результатами их наблюдений опубликовал сайт bioRxiv.

В феврале 2020 года китайские биологи обнаружили, что коронавирус нового типа (SARS-COV-2) может заражать клетки плаценты беременных женщин. Поэтому ученые стали подозревать, что возбудитель COVID-19 может распространяться внутриутробно, проникая в формирующийся организм ребенка через плаценту.

С другой стороны, дальнейшие исследования показали, что подобные случаи происходят редко. Вдобавок пока ученые не зафиксировали видимых последствий проникновения коронавирусной инфекции внутрь тканей плода. Из-за такой неопределенности ученые так и не пришли к однозначному мнению о том, опасен ли SARS-CoV-2 для еще не родившихся детей.

Молекулярные биологи под руководством Маурисио Монтано из Института Гладстоуна (США) попыталась выяснить это, экспериментируя с дефектными эмбрионами и аналогами частиц SARS-CoV-2. Биологов интересовали две вещи – есть ли на поверхности эмбриональных клеток рецепторы ACE2 и TMPRSS, критически важные для распространения коронавируса, а если да, могут ли фрагменты оболочки SARS-CoV-2 проникать внутрь них.

Ответ на оба этих вопроса оказался утвердительным для всех дефектных эмбрионов, полученных от доноров с самыми разными этническими корнями. Их клетки действительно вырабатывали большое количество молекул белков ACE2 и TMPRSS, а «муляжи» частиц коронавируса легко проникали внутрь них и вызывали массовую гибель, несмотря на отсутствие у них способности к размножению.

Эти результаты, по словам ученых, говорят, что эмбрионы будут особенно уязвимы для коронавирусной инфекции на первых стадиях развития, когда их уже не защищает особая гликопротеиновая оболочка, которая окружает неоплодотворенные яйцеклетки, а плацента и своя собственная иммунная система еще не сформировались.

Поэтому ученые предлагают задуматься руководству репродуктивных клиник, в которых проводят процедуру искусственного оплодотворения яйцеклеток, ввести дополнительные меры предосторожности, а также детально изучить, к каким последствиям приводит проникновение SARS-CoV-2 в зародыши различных модельных животных.

Следует добавить, что статью ученых не рецензировали независимые эксперты и не проверяли редакторы научных журналов, как это обычно бывает в подобных случаях. Поэтому к выводам из нее и аналогичных статей нужно относиться осторожно.

Регулирующие органы отменили важный запрет на эксперименты с эмбрионами

Мир облетела новость, которая без сомнения навсегда изменит сферу экспериментов с эмбрионами человека.

Вчера Международное общество исследования стволовых клеток (ISSCR) объявило о снятии важного ограничения в исследованиях эмбрионов человека. Теперь на учёных не накладывается ограничений по продолжительности жизни эмбриона, эксперименты над которым они проводят. Этично ли такое нововведение?

Напомним, что речь идёт о знаменитом «правиле 14 дней», которое запрещало растить человеческие эмбрионы дольше двух недель после оплодотворения яйцеклетки сперматозоидом.

Эмбрионы представляют такой большой интерес для учёных, потому что на ранних этапах развития зародыша клетки его тела ещё недифференцированы. Это значит, что они могут превратиться в клетки любой ткани организма. Именно такие клетки называют стволовыми, и хотя они встречаются даже во взрослом организме, эмбриональные стволовые клетки представляют наибольшую научную ценность.

Снятие ограничения, с одной стороны, даёт больше возможностей для исследований стволовых клеток, а также изучения развития зародыша и внутриутробных заболеваний. Но при этом отсутствие предварительного общественного обсуждения снятия такого запрета привело к резкой критике со стороны некоторых учёных и правозащитников. (И, вероятно, это только самое начала процесса.)

В чём суть претензий? 26 мая 2021 года общество приняло решение рассматривать каждое исследование с участием человеческих эмбрионов по отдельности, чтобы определять допустимую длительность эксперимента индивидуально.

То есть на сегодняшний день, кроме нескольких этапов строгого рассмотрения каждого конкретного случая, в рамках ISSCR больше нет временного ограничения на длительность исследований с участием эмбрионов человека.

Во многом это решение было принято потому, что исследования стволовых клеток перешли на более высокий уровень и значительно усложнились. Зачастую учёные даже не используют эмбрионы человека: для исследований применяются «эмбрионоподобные структуры», которые не способны стать полноценным организмом.

Ещё одно нововведение: новые правила ISSCR теперь включают условия применения так называемой митохондриальной заместительной терапии. О ней мы подробно рассказывали в материале ниже.

Также, согласно обновлённым правилам, редактирование генов человеческих эмбрионов, равно как сперматозоидов и яйцеклеток во время проведения экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) признано слишком рискованным.

Это решение связано с громким случаем, произошедшим в 2018 году, когда в Китае родились первые генетически модифицированные дети.

Добавим, что «правило 14 дней» было предложено ещё в 1979 году и было узаконено некоторыми странами на государственном уровне. При этом в некоторых государствах, включая Германию и Россию, использование человеческих эмбрионов в исследованиях полностью запрещено.

Но в целом «правило 14 дней» было признано международным стандартом для исследования стволовых клеток человека.

Порог в две недели был выбран потому, что примерно к этому моменту у эмбриона начинает формироваться нервная система. Предполагается, что с этого «возраста» зародыш получает возможность в той или иной степени воспринимать окружающий мир. Соответственно, принципы гуманности не позволяют производить с ним далее какие-либо манипуляции, а затем уничтожать.

(Что, впрочем, не мешает человечеству проводить эксперименты с животными, которые, как и мы, чувствуют боль, страдают и умирают ради науки.)

Некоторые исследователи считают, что отмена «правила 14 дней» была чересчур поспешным решением. У учёных есть ещё огромное поле для исследований в пределах первых двух недель развития эмбриона, и не все исследователи видят смысл в увеличении периода для экспериментов.

Ранее мы подробно писали о причинах отказа от редактирования генома человека. При этом в научном сообществе продолжают идти споры об этических границах таких исследований.

Больше новостей из мира науки и медицины вы найдёте в разделах «Наука» и «Медицина» на медиаплатформе «Смотрим».

Раскрыта тайна человеческого плода в гробу епископа

Человеческий плод, обнаруженный в гробу шведского епископа XVII века, оказался его мертворождённым внуком. За шокирующей находкой стояла семейная драма священнослужителя, уверены учёные.

Педер Винструп (1605–1679) был епископом Лунда в Швеции. В 2012 году его тело решили перезахоронить. При этом обнаружилось, что останки епископа сохранились необычайно хорошо, и археологи не упустили шансы их изучить.

К своему удивлению, учёные обнаружили между икрами ног епископа останки некого миниатюрного создания, завёрнутые в льняную ткань. Тщательное исследование показало, что это человеческий плод, покинувший чрево матери через 5–6 месяцев после зачатия (вероятно, в результате мертворождения).


Тело епископа подверглось естественной мумификации.



Исследователи объясняют, что в те времена умерших маленьких детей часто клали в гроб ко взрослым, но обычно к родственникам. Это и побудило специалистов провести анализ ДНК останков епископа и плода.

Так выяснилось несколько важных фактов. Во-первых, не доживший до своего первого крика ребёнок был мальчиком. Во-вторых, его Y-хромосома была аналогична Y-хромосоме епископа, то есть малыш приходился родственником священнослужителю по отцовской линии. А вот митохондриальная ДНК, которая передаётся ребёнку исключительно от матери, не показала сходства. То есть мальчик не мог бы быть, к примеру, сыном родной сестры епископа.

В целом у священнослужителя и так и не выношенного ребёнка было 25% общих генов. То есть мальчик мог приходиться Винструпу внуком, племянником или ещё каким-нибудь родственником второй степени родства.

Заметим, что лютеранская церковь не воспрещает духовенству вступать в брак и иметь детей. У епископа Педера Винструпа был сын, которого также звали Педер. Изучив семейную историю, эксперты пришли к выводу, что останки именно его отпрыска покоятся в гробу священнослужителя.


Рентгеновское изображение плода, помещённого в гроб епископа.



Перед нами, полагают исследователи, развязка семейной драмы. Как свидетельствуют исторические источники, младший Педер Винструп был единственным сыном епископа. Он не пошёл по стопам отца и деда, а занялся фортификацией.

В 1680 году грянула Большая редукция – возвращение шведской короне земель, ранее розданных дворянству. Сын священнослужителя остался без земли и средств к существованию и, вероятно, всю вторую половину своей жизни жил исключительно благодаря материальной помощи родственников.

Последнее письменное упоминание о Педере Винструпе-младшем относится к 1710 году. Дата его смерти неизвестна, однако историки знают, что он не оставил после себя сыновей. Значит, на нём пресёкся дворянский род Винструпов.

Возможно, так и не выношенный ребёнок был последней надеждой на продолжение рода (а это было очень важно для дворян того времени). Когда произошло несчастье, убитый горем несостоявшийся отец вскрыл гроб своего отца, епископа Лунда, покоившийся в семейном склепе, и положил ему в ноги останки плода. Так они и нашли там своё последнее пристанище.

Научная статья с результатами исследования была опубликована в издании Journal of Archaeological Science: Reports.

К слову, ранее мы рассказывали о семейной тайне возрастом четыре тысячи лет, раскрытой благодаря ДНК мумий.

Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе «Наука» на медиаплатформе «Смотрим».

Замораживание эмбрионов. Криопередача.

Замораживание эмбрионов с помощью эмбриональной витрификации позволяет нам сохранять оптимальную криоконсервацию эмбрионов, для будущих передач и успешной беременности.

Зачем замораживать эмбрионы?

Замораживание эмбрионов — это способ сохранить эмбрионы, полученные для лечения с помощью ЭКО, либо потому что остались эмбрионы хорошего качества, либо потому что это необходимо сделать по каким-либо другим причинам или рекомендуется выполнить передачу в другой момент.

Замораживание эмбрионов позволяет оптимизировать  лечение, увеличив  частоту наступления беременности от 1 пункции (с одним единственным циклом стимуляции яичников можно передавать эмбрионы более чем один раз), а также, имея замороженные эмбрионы в наличие, мы можем перенести меньшее количество эмбрионов, тем самым уменьшая вероятность многоплодной беременности.

Как замораживаются эмбрионы?

Криоконсервации эмбрионов происходит под воздействием очень низких температур. Для этого используется жидкий азот, который достигает  -196° C. При такой температуре прекращается любая биологическая активность, но при этом они сохраняют свою физиологию. Однако в ходе замораживания могут формироваться кристаллы льда, которые ведут к повреждению клетки. Чтобы предотвратить это и сохранить образцы на неопределенный срок, используются криопротекторы — это вещества, которые действуют таким же образом, как и антифриз. Эти эмбрионы идентифицируются с помощью кода и хранятся в замороженном состоянии в резервуарах с азотом, отмечая их расположение для облегчения их местоположения.

В клинике InstitutoBernabeu эмбрионы каждого пациента хранятся в специальных отдельных баках криоконсервации. Благодаря этому методу, при котором баки не используются для совместного хранения эмбрионов или образцов других пациентов, эмбрионы пациента защищены от возможной контаминации или повреждений.

Что такое эмбриональная витрификация?

Витрификация – это сверхбыстрый метод замораживания, который основан на использовании очень высоких концентраций криопротекторов и чрезвычайно высоких скоростей охлаждения, предотвращая тем самым образование кристаллов льда. Его применение в лабораториях в качестве повседневного метода внес значительный вклад в улучшение результатов по сравнению с другими традиционными методами, позволяя достигать частоту выживаемости до 90%.

Какая существует разница между переносом свежих и замороженных эмбрионов?

Хотя результаты, полученные при переносе замороженных эмбрионов несколько ниже, чем полученные при переносе свежих эмбрионов, эти различия каждый раз уменьшаются благодаря достижениям в области методов замораживания. С другой стороны, замораживание эмбрионов не ассоциируется с повышенным риском пороков развития или осложнений беременности по сравнению с населением в целом.

В чем состоит лечение с помощью замороженных эмбрионов? Как программируется крио-перенос?

Лечение с помощью замороженных эмбрионов простое, удобное и экономичное. Оно не требует ежедневных инъекций, ни многократного УЗИ контроля. Нет необходимости проходить процедуры, требующие применение успокоительных препаратов, и в подавляющем большинстве случаев не имеет каких-либо побочных эффектов, так как уровень гормонов в течение подготовки такой же, как и при нормальном цикле.

Лечение основывается в подготовке матки, увеличивая ее восприимчивость в момент размораживания и передачи криоконсервированных эмбрионов. Для этого в течение около двух недель до переноса эмбрионов принимают таблетки или используют пластыри.

Подготовка начинается с начала менструации и затем спустя десять дней, проводится УЗИ для подтверждения того, что матка имеет соответствующие условия для программирования размораживания и последующего переноса эмбрионов.

После программирования переноса эмбрионов, пациентка начинает введение прогестерона вагинально за 3 и 5 дней до запланированной даты размораживания.

Техника переноса эмбрионов является идентичной той, которая используется при переносе свежих эмбрионов, не требуя какой-либо другой подготовки и не причиняя неудобств. Последующие рекомендации тоже схожи и заключаются в продолжении лечения (пластыри и вагинальные свечи) до выполнения теста на беременность.

Поэтому мы можем утверждать, что подготовка очень простая: пластыри на кожу в течение нескольких дней, один УЗИ контроль и непосредственно программирование начала введения прогестерона и перенос эмбрионов.

Каковы шансы забеременеть с замороженными эмбрионами?

В последние годы с введением методов витрификации частота выживаемости эмбрионов и беременности была значительно улучшена, превышая самые оптимистичные прогнозы.

Учитывая, что шансы на достижение беременности при помощи ЭКО сильно различались в зависимости от типа лечения и характеристик партнера (возраст, причины бесплодия и т.д.), процент успеха должен быть индивидуализирован для каждого конкретного случая.

Вероятность успеха несколько ниже, чем полученная  при использовании свежих эмбрионов, но мы должны учитывать, что это существенная вероятность, с применением минимальных усилий с точки зрения сложности лечения и его затрат.

После того, как я забеременела, нужно ли соблюдать какую-то осторожность? Существует ли какой-то риск для будущего ребенка? 

Данные, полученные при беременности и детей, рожденных с помощью применения метода замороженных эмбрионов, не показали никакой разницы относительно эмбрионов, перенесенных без предварительной криоконсервации.

Следовательно, научные подтверждения полностью одобряют применение этого лечения.

Первая полная модель человеческого эмбриона

Правильное понимание раннего человеческого развития имеет решающее значение, если мы хотим улучшить вспомогательные репродуктивные технологии и предотвратить потерю беременности и врожденные дефекты. Однако изучение раннего развития является сложной задачей — доступно мало человеческих эмбрионов, а исследования связаны со значительными этическими и юридическими ограничениями. Появление методов, которые используют клетки, культивируемые in vitro , для создания моделей эмбрионов млекопитающих, таким образом, открывает захватывающие возможности 1 .Две статьи в Nature теперь делают ключевые достижения в этой области, показывая, что человеческие эмбриональные стволовые клетки 2 или клетки, перепрограммированные из взрослых тканей 2 , 3 , могут быть индуцированы к самоорганизации в чашке, образуя структуры, напоминающие ранние человеческие эмбрионы. Это первая интегрированная модель человеческого эмбриона, содержащая типы клеток, относящиеся ко всем основополагающим клеточным линиям плода и его поддерживающим тканям.

У млекопитающих оплодотворенная яйцеклетка претерпевает серию клеточных делений в течение первых дней развития, что приводит к образованию структуры, называемой бластоцистой.Бластоциста содержит внешний слой клеток, называемый трофэктодермой, который окружает полость, содержащую кластер клеток, называемый внутренней клеточной массой (ICM). По мере развития бластоцисты ICM разделяется на две соседние клеточные популяции — эпибласт и гипобласт (известный как примитивная энтодерма у эмбрионов мыши). Затем бластоциста имплантируется в ткань матки, создавая основу для события, называемого гаструляцией, при которой клетки эпибласта дают начало трем основным клеточным слоям, которые сформируют весь плод.Трофэктодерма формирует большую часть плаценты, а гипобласт образует несколько слоев структуры, называемой желточным мешком, которая необходима для раннего кровоснабжения плода.

Первые модели in vitro для повторения образования бластоцист с использованием культивированных клеток (структур, известных как бластоиды), использовали стволовые клетки мыши, соответствующие стволовым клеткам, обнаруженным в эпибласте, трофобласте и примитивной энтодерме в бластоцисте мыши 4 6 .Однако получение подобных бластоидов из клеток человека не было достигнуто до сих пор 1 . В предыдущих моделях раннего развития человека использовались стволовые клетки человека, развивающиеся аналогично постимплантационным пре-гаструляционным эпибластным клеткам 7 9 . Таким образом, хотя они могли резюмировать некоторые стадии постимплантационного развития человека, им не хватало клонов, связанных с трофэктодермой, гипобластом или обоими.

В текущих статьях Yu et al . 2 и Лю и др. . 3 описывают бластоиды человека. Ключ к этим технологическим прорывам, по-видимому, был двояким: во-первых, использование клеток, представляющих клоны бластоцисты человека; и во-вторых, оптимизация протоколов культивирования.

Ю и др. . началось либо с человеческих эмбриональных стволовых клеток, которые происходят из человеческих бластоцист, либо с индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, которые генерируются из взрослых клеток. Важно отметить, что оба этих типа стволовых клеток по своему развитию сходны с клетками эпибласта в бластоцисте, а также могут давать клоны, связанные с трофэктодермой и гипобластом.Напротив, Лю и др. . перепрограммировали взрослые клетки кожи, называемые фибробластами, чтобы сформировать смешанную клеточную популяцию, содержащую клетки с профилями экспрессии генов, аналогичными профилям клеток эпибласта, трофэктодермы и гипобласта. Как и в протоколах мышиных бластоидов 4 6 , оба подхода включали посев клеток в чашки для трехмерных культур, называемых планшетами Аггрюэлл, и обработку их жидкой питательной средой, содержащей химические факторы для контроля активности передачи сигналов, необходимой для развития бластоцисты (Рис.1). Yu и его коллеги последовательно обрабатывали клетки двумя различными типами культуральной среды, чтобы способствовать дифференцировке клеток в клоны, представляющие трофэктодерму и гипобласт.

Рисунок 1 | Генерация человеческих бластоидов. Бластоцисты — это структуры, сформированные на ранних этапах развития млекопитающих, которые включают три типа клеток, которые дадут начало эмбриону, плаценте и поддерживающей ткани, называемой желточным мешком. Две группы сообщают о методах in vitro для создания человеческих бластоидов, которые точно моделируют бластоцисты. а , Ю и др. . 2 использовали плюрипотентные стволовые клетки человека (hPSC), которые могут давать клоны, относящиеся ко всем типам клеток бластоцисты. ЧПСК были либо выделены из бластоцист человека, либо получены путем перепрограммирования клеток взрослого человека. Авторы поместили hPSC в чашки для 3D-культуры, называемые чашками Aggrewell, и использовали двухэтапный процесс культивирования, чтобы вызвать образование бластоидов человека. b , напротив, Лю и др. . 3 перепрограммировал клетки взрослого человека в типы клеток, которые имели профили экспрессии генов, соответствующие трем типам клеток, обнаруженным в бластоцистах (также были получены некоторые клетки неизвестных типов, обозначенные разными цветами).Они использовали одноэтапный процесс 3D-культуры для создания бластоида. (В обоих протоколах бластоиды содержали клетки неизвестного типа, не показаны).

Обе группы обнаружили, что человеческие бластоиды появлялись через 6-8 дней культивирования с эффективностью образования почти до 20%, что сравнимо с эффективностью протоколов мышиных бластоидов 4 6 . Бластоиды человека имели такой же размер и форму, как естественные бластоцисты, с таким же общим количеством клеток.Они содержали полость и кластер типа ICM.

Подробная характеристика бластоидов (включая анализ экспрессии в масштабе всего генома и сравнение с данными об эмбрионах человека) показала, что их клеточные линии имеют молекулярное сходство с клонами бластоцисты человека до имплантации. Пространственная организация клонов, связанных с эпибластом, трофэктодермой и гипобластом, согласуется с таковой у человеческих эмбрионов до имплантации. Группы также продемонстрировали, что бластоидные клетки обладают ключевыми свойствами клонов бластоцист — клетки, выделенные из бластоидов, можно использовать для создания различных типов стволовых клеток.Ю. и др. . показали, что если эти стволовые клетки трансплантировать в бластоцисты мыши, они дают клетки, которые могут интегрироваться с соответствующими линиями мышей в эмбрионе мыши.

Затем исследователи проанализировали дальнейшее развитие бластоидов, используя установленный метод, имитирующий имплантацию в матку в чашках для культивирования. Как и бластоцисты, когда бластоиды выращивали в этом анализе в течение четырех-пяти дней, некоторые из них прикреплялись к чашке для культивирования и продолжали развиваться.В части этих прикрепленных бластоидов клеточная линия, представляющая эпибласт, была реорганизована в структуру, охватывающую центральную полость — напоминающую проамниотическую полость, которая формируется в эпибласте постимплантационных бластоцист. А у некоторых бластоидов клеточный клон, связанный с трофэктодермой, распространился и обнаружил признаки дифференцировки в специализированные типы плацентарных клеток. Ю. и др. . также наблюдали вторую полость в клеточном клоне, связанном с гипобластом, в некоторых бластоидах, похожую на полость желточного мешка.

В совокупности данные групп демонстрируют, что человеческие бластоиды являются перспективными in vitro моделями преимплантационного и раннего постимплантационного развития бластоцист. Однако есть существенные ограничения, которые необходимо преодолеть. Например, развитие бластоидов неэффективно и варьируется между клеточными линиями, полученными от разных доноров, и между экспериментальными партиями. Вдобавок эти три линии, по-видимому, развиваются с несколько разной скоростью в отдельных бластоидах, а развитие бластоидов в одной и той же чашке кажется несинхронизированным.Пространственная организация линии передачи, связанной с гипобластами, в бластоидах нуждается в улучшении. Кроме того, бластоиды содержат неидентифицированные популяции клеток, которые не имеют аналогов в естественных человеческих бластоцистах.

Другая проблема заключается в том, что развитие бластоидов ограничено на стадиях после имплантации, в отличие от бластоидов мыши 4 6 . Дальнейшая оптимизация культивирования и экспериментальных условий будет необходима для улучшения постимплантационного культивирования человеческих бластоидов in vitro до эквивалента 14 дней in vivo .Строгие этические правила не позволяют культивированию человеческих эмбрионов после этой стадии, когда начинают появляться структуры, связанные с гаструляцией. Трехмерные системы для культивирования бластоцист человека 10 , которые эффективно способствуют развитию после имплантации, могут помочь улучшить нашу способность культивировать бластоиды до этого предела, поддерживая нормальную трехмерную архитектуру ткани и пространственные отношения между различными клеточными линиями в бластоиды.

Человеческие бластоиды являются первыми моделями человеческого эмбриона, которые получены из клеток, культивируемых in vitro , и которые имеют все линии происхождения клеток плода и его поддерживающих тканей.По мере оптимизации протоколов эти бластоиды будут более точно имитировать человеческие бластоцисты. Это неизбежно приведет к вопросам биоэтики. Каким должен быть этический статус человеческих бластоидов и как их регулировать? Должно ли применяться правило 14 дней? Прежде чем приступить к исследованиям бластоидов человека с должной осторожностью, необходимо будет ответить на эти вопросы. Для многих изучение человеческих бластоидов будет менее сложным с этической точки зрения, чем изучение естественных человеческих бластоцист. Однако другие могут рассматривать исследования бластоидов человека как путь к созданию человеческих эмбрионов.Таким образом, непрерывное развитие моделей человеческого эмбриона, в том числе человеческих бластоидов, требует публичных дискуссий о научном значении таких исследований, а также о социальных и этических проблемах, которые они поднимают.

Что такое человеческий эмбрион? Новый элемент в головоломке биоэтики

Croat Med J. 2014 Dec; 55 (6): 669–671.

Межвузовская кафедра права и генома человека, Университет Деусто, Университет Страны Басков, UPV / EHU, Бильбао, Испания

Copyright © 2014 Хорватский медицинский журнал.Все права защищены.

Это статья в открытом доступе, распространяемая по лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное некоммерческое использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии правильного цитирования оригинальной работы.

Эта статья цитируется в других статьях в PMC.

Эмбрион как объект процесса биообъективации

Споры вокруг человеческого эмбриона существуют уже давно. Тридцать лет назад уже велись интенсивные дебаты по моральному и правовому статусу человеческого эмбриона и его моральным, правовым и политическим последствиям.Это противоречие все еще живо. Фактически, появление современных технологий в последние годы еще больше усложнило дискуссию. Сегодня мы не только обсуждаем, как лечить человеческий эмбрион, но и сталкиваемся с новой дискуссией о том, что такое эмбрион. Этот вопрос нельзя рассматривать с чисто научной точки зрения, поскольку он включает элементы, выходящие далеко за рамки биологии. Более того, эмбрион подвергся процессу биообъективации, процессу, «в котором формы жизни или живые существа сначала превращаются в объекты, становятся возможными благодаря научному труду и связанным с ним технологиям, а затем им приписываются определенные личности». (1).Эмбрион превратился в чрезвычайно полемическую сущность, бросающую вызов традиционным границам, а также традиционным научным, юридическим и моральным парадигмам. Все эти парадигмы были созданы как следствие определения эмбриона и впоследствии были основаны на сомнительном предположении, что эмбрион четко определен. В действительности нам приходится иметь дело с ситуацией, когда «эмбрион» имеет разные значения в зависимости от географического охвата, идеологической основы и типа социальной науки, занимающейся этим вопросом.

Изменения в концепции эмбриона, внесенные новыми биотехнологиями

Понимание процесса биообъективации человеческого эмбриона, несомненно, займет некоторое время. Еще в начале 1990-х определение человеческого эмбриона основывалось на чисто биологическом факте: смесь мужских и женских гамет, то есть то, что наука традиционно называла оплодотворением. Существо, возникшее в результате оплодотворения человека, считалось эмбрионом. В некоторых случаях к описанию добавлялись такие слоганы, как «нормальное оплодотворение» или «успешное оплодотворение», чтобы, например, избежать веры в то, что пузырные заносы являются эмбрионами.Однако, помимо этих небольших разногласий, это считалось удовлетворительным способом определения человеческого эмбриона.

Сценарий, однако, кардинально изменился в феврале 1997 года, когда Nature опубликовал статью о рождении Долли (2), первого клонированного млекопитающего в истории. Стало очевидным, что млекопитающие могут быть созданы с помощью методов переноса ядер, что в будущем может быть применено к людям, как показали недавние достижения группы Миталипова (3).В этот момент традиционное определение человеческого эмбриона внезапно стало устаревшим. Поскольку было возможно создавать людей с помощью процедур, отличных от оплодотворения, традиционное определение привело к абсурдным результатам. Например, мы должны были бы рассматривать клонирование как редкое биологическое исключение, если бы на самом деле это было существо, несмотря на то, что оно никогда не было на стадии эмбриона (поскольку клонирование не предполагает оплодотворения).

В этих условиях многие страны начали изменять свое юридическое определение эмбриона, чтобы адаптировать его к новым возможностям.Нидерланды (4), Бельгия (5) и Германия (6), среди прочих, основали определение эмбриона на идее потенциальности, считая клетку или группу клеток способными генерировать человека. С другой стороны, некоторые страны не изменили своего определения. Например, в случае Соединенного Королевства недостаточная правовая защита, предоставляемая эмбриону, сделала модификации совершенно ненужными. Серьезное изменение юридического определения эмбриона могло вызвать соответствующие вопросы о статусе кибридов (эмбрионы человека / животных), которые считались эмбрионами (и, следовательно, использовались в исследовательских целях) в соответствии с законодательством Великобритании.Изменение определения, возможно, парализует их использование из-за правовой неопределенности.

Испания и Финляндия, среди прочих, также предпочли сохранить традиционное определение эмбриона по политическим причинам, несколько отличным от такового в Великобритании (7). В 2007 году обе страны уже ратифицировали Конвенцию о защите прав человека и достоинства человека в связи с применением достижений биологии и медицины (также известную как Конвенция о правах человека и биомедицине или Конвенция Овьедо), статья которой 18.2 запрещает создание человеческих эмбрионов в исследовательских целях. Однако никто из них (особенно Испания) не хотел блокировать исследования, связанные с ядерной переносимостью стволовых клеток. Следовательно, они просто решили (явно в случае Испании, неявно в случае Финляндии) заявить, что продукт переноса ядра никогда не будет эмбрионом, потому что процедура не включала никакого оплодотворения. Этот подход представляет собой чрезвычайно гениальное решение, хотя явно софизм. С этой целью Финляндия предпочла не изменять существующий закон о биомедицинских исследованиях.Однако Закон Испании 14/2007 от 3 июля 2007 г. о биомедицинских исследованиях (статья 3, буква 1) включает определение эмбриона, которое непосредственно относится к оплодотворению: эмбрион является фазой эмбрионального развития с момента, когда оплодотворенный ооцит находится в матке женщины до начала органогенеза и который заканчивается через 56 дней с момента оплодотворения, за исключением тех дней, когда развитие могло быть остановлено

Однако« испанский подход »не был принят ни одной другой страной. Более того, тенденция определять эмбрион, основанную на идее потенциальной возможности, была в некотором роде охвачена важным постановлением Суда Европейского Союза по делу Оливер Брюстле против Гринпис (8). Здесь этот суд заявил, что:

«Любая человеческая яйцеклетка после оплодотворения, любая неоплодотворенная человеческая яйцеклетка, в которую было трансплантировано клеточное ядро ​​зрелой человеческой клетки, и любая неоплодотворенная человеческая яйцеклетка, деление и дальнейшее развитие которой были стимулированы. посредством партеногенеза составляют «человеческий эмбрион» в значении статьи 6 (2) (c) Директивы »(пункт № 38 Постановления).

Изменение произошло по единственной причине:

«Хотя эти организмы, строго говоря, не были объектом оплодотворения, из-за эффекта метода, использованного для их получения, они являются, как видно из письменных наблюдений. представленный Суду, способный начать процесс развития человека точно так же, как это может сделать эмбрион, созданный путем оплодотворения яйцеклетки ». (пункт № 36 приговора)

Тем не менее, решение суда не прекратило прения.Вместо этого он усилил его, поскольку представил новый фактор, который бросил вызов как традиционному определению эмбриона, так и новым подходам, включенным в законы Германии и Бельгии. Оно отличалось от традиционного определения, поскольку принимало идею о том, что эмбрион может быть создан не только путем оплодотворения, но и с помощью биотехнологических методов. Он отличался от других предложенных определений, поскольку в нем не использовалась идея потенциала клеточной линии как ключевого фактора, а прямо предполагалось, что все клеточные линии, полученные в результате оплодотворения, переноса ядра и даже партеногенеза, должны считаться человеческими эмбрионами.

Определение человеческого эмбриона продолжает оставаться серьезной проблемой в существующей в настоящее время правовой базе. В настоящее время традиционное определение сосуществует с новым, основанным на идее потенциальности, которая частично — но лишь частично — отражена в судебной практике Суда Европейского союза. Технологические разработки влияют на традиционные правовые основы и вынуждают нас выходить на новый уровень консенсуса.

Концепция эмбриона в этических рамках

В этической сфере ситуация с определением эмбриона выглядит очень похожей.Большинство авторов рассматривают традиционное определение как «вводящий в заблуждение анахронизм» (9). Однако это не означает, что они с нетерпением ждут возможности воспользоваться предложенными альтернативами. Предложение Суда вряд ли может быть поддержано, поскольку в одну и ту же категорию оно включает организации, различающиеся по своим характеристикам и возможностям. Действительно, трудно понять, почему мы должны считать, что клетка, полученная в результате успешного оплодотворения или переноса, — это то же самое, что и клетка, которая никогда не сможет развиться в более сложную структуру.Но именно это и сделал Суд.

Определения, основанные на идее потенциальности, по разным причинам вызвали новые противоречия. Во-первых, идея потенциальности по своей сути включает в себя необходимость определения конечной точки, которой должна достичь сущность. В случае правовых рамок этот момент — рождение, что имеет смысл, если иметь в виду, что законы традиционно придают этому факту большое значение. Однако актуальность этого конкретного момента остается сомнительной с этической точки зрения.Если оставить в стороне неубедительные теории общественного признания, защищаемые, в частности, Юргеном Хабермасом (10), почти никто не поддержит правовой подход. С точки зрения биологии существенных различий у ребенка до и после рождения нет. Более того, определение эмбриона, основанное на его способности достичь момента рождения, порождает вопросы, которые крайне неудобны. Например, может ли эмбрион быть результатом оплодотворения, который не может стать рожденным потомством только потому, что он страдает патологией, которая ему мешает? В таких случаях мы сталкиваемся с неэмбрионом или больным эмбрионом? Что, если бы мы смогли вылечить патологию? Создаст ли это эмбрион или просто вылечит его?

Проблемы такого типа ясно показывают сложность принятия, с этической точки зрения, концептуального поворота, включенного в некоторые правовые рамки.Существование этих проблем также объясняет, почему некоторые авторы в настоящее время пытаются предложить новые подходы к этому вопросу. Наиболее известной попыткой в ​​этом направлении, вероятно, являются критерии DIANA, разработанные Суаресом (11). Они основаны на идее, что надлежащий биологический потенциал для развития нейронной активности, специфической для спонтанных движений человеческого тела, обеспечивает наблюдаемую основу для установления присутствия духовной души. Таким образом, только наличие недостатков DIANA в геномной информации клеточной сущности (недостатков, которые непосредственно препятствуют проявлению нейронной активности) следует рассматривать как верный признак того, что такая клеточная сущность не одушевлена ​​духовно и, следовательно, не является человеком.В любом другом случае мы должны рассматривать группу клеток, возникшую любым из способов, которые могли бы создать человеческий эмбрион, на самом деле является человеческим эмбрионом. Однако эта попытка явно далека от одобрения сообщества специалистов по биоэтике.

Заключение

Обсуждение статуса человеческого эмбриона имеет давнюю историю. Мы вряд ли приблизимся к каким-либо окончательным выводам. Вместо этого возрастающая сложность научного сценария провоцирует обратное. Таким образом, кажется неоспоримым, что биообъективация человеческого эмбриона возрастает по мере того, как становятся доступными новые технологии.Могут появиться новые сценарии, в которых могут быть поставлены под сомнение большинство наших общих убеждений и даже самые консолидированные научные данные. Напряженность в отношении концепции эмбриона — лишь хороший пример того, что еще предстоит.

Благодарность

Автор хотел бы поблагодарить Правительство Басков за поддержку, грант IT581-13, и COST Action IS1001 Биообъекты и их границы: определяющие вопросы на пересечении общества, политики и науки

Список литературы

2.Вилмут И., Шниеке А.Е., МакВир Дж., Кинд А.Дж., Кэмпбелл К.Х. Жизнеспособное потомство, полученное из клеток плода и взрослых млекопитающих. Природа. 1997; 385: 810–3. DOI: 10.1038 / 385810a0. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 3. Тачибана М., Амато П., Спарман М., Гутьеррес Н.М., Типпнер-Хеджес Р., Ма Х. и др. Эмбриональные стволовые клетки человека, полученные путем переноса ядер соматических клеток. Клетка. 2013; 153: 1228–38. DOI: 10.1016 / j.cell.2013.05.006. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

4. Королевство Нидерландов.Закон об эмбрионах от 1 сентября 2002 года.

5. Закон об исследованиях эмбрионов in vitro от 11 мая 2003 года.

6. Закон о стволовых клетках, принятый 28 июня 2002 года.

7. Алькорта I, Де Мигель I, Родригес Д. Клонирование и Конвенция Овьедо: социокультурное построение регулирования. В Webster A, редактор. Мировая динамика регенеративной медицины. критика социальных наук. Бейзингсток: Пэлгрейв Макмиллан; 2013. с. 150-68. [Google Scholar]

8. Оливер Брюстле v Greenpeace eV.Справка о предварительном решении Bundesgerichtshof. Дело C-34/10 Брюстле [2011] ECR I-0000.

9. Де Верт Дж., Маммери С. Эмбриональные стволовые клетки человека: исследования, этика и политика. Hum Reprod. 2003. 18: 672–82. DOI: 10,1093 / humrep / deg143. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 10. Юрген Х. Будущее человеческой природы. Малден, Массачусетс: Polity Press / Blackwell Publishing Ltd. 2003. [Google Scholar] 11. Суарес А., Ланг М., Уарте Дж. Аномалии ДИАНЫ: критерии для создания плюрипотентных стволовых клеток человека без эмбрионов.Натл Катол Биоэт Q. 2007; 7: 315–36. DOI: 10.5840 / ncbq20077258. [CrossRef] [Google Scholar]

Человеческий эмбрион: биологическое определение | Репродукция человека

Аннотация

В этой статье человеческий эмбрион дается с биологической точки зрения с учетом новых технологий в репродуктивной науке. В статье не рассматриваются правовые, моральные, религиозные или социальные взгляды. Поскольку определение человеческого эмбриона должно отражать многофакторные процессы развития, был принят подход, сочетающий признание наблюдаемых событий с потенциалом для дальнейшего развития.Это подтверждает, что оплодотворение и развитие не являются статическими процессами, и поэтому статус эмбриона может быть определен только путем наблюдения определенных маркеров. Предлагается следующее биологическое определение «человеческого эмбриона».

Человеческий эмбрион — это отдельный объект, который возник либо из:

  • первого митотического деления, когда оплодотворение человеческого ооцита спермой человека завершено, или

  • любого другого процесса, который инициирует организованное развитие биологического объекта с ядерным геномом человека или измененным ядерным геномом человека, который может развиться до или после стадии, на которой появляется примитивная полоса,

и еще не достиг 8 недель развитие с момента первого митотического деления.

Введение

Определения человеческого эмбриона обычно включают те объекты, которые созданы в результате оплодотворения человеческого ооцита человеческой спермой. Однако в последнее время появился ряд технологических разработок, которые сделали возможным создание сущностей, называемых эмбрионами, другими способами, такими как перенос ядра соматических клеток (SCNT) и индуцированный партеногенез. Благодаря этим примерам и развивающимся технологиям было сочтено целесообразным пересмотреть биологическое определение «человеческий эмбрион».

Последнее десятилетие стало свидетелем развития репродуктивных технологий, которые привели к серьезным спорам о том, подпадают ли сущности, которые могут или теоретически могут быть созданы, под существующие определения эмбриона. Определения, основанные на потенциале дальнейшего развития, могут охватывать объекты, которые могут не подпадать под определения, указывающие критический момент раннего развития (например, завершение оплодотворения). Например, поскольку некоторые технологии не предполагают оплодотворения, было предложено, чтобы произведенные объекты не считались эмбрионами в соответствии с некоторыми юридическими определениями (Morgan and Ford, 2004).Это утверждалось, хотя в некоторых случаях существует вероятность того, что при помещении в правильную среду матки теоретически может появиться жизнеспособная особь. На сегодняшний день нет достоверных свидетельств рождения каких-либо клонированных людей. Однако тот факт, что у некоторых видов млекопитающих, таких как мыши, овцы и коровы, SCNT привел к рождению живыми, которые превратились в здоровых взрослых животных, предполагает, что это может быть достигнуто у людей.

При рассмотрении того, что определяет эмбрион в свете последних технологических достижений, важно, чтобы это определение не стало настолько широким, чтобы охватывать клетки человека или клеточные структуры, которые ранее традиционно не считались эмбрионами.Например, утверждалось (Bailey, 2001), что человеческая соматическая клетка, ядро ​​которой теоретически может стать частью живого существа после значительных манипуляций, как продемонстрировал успех SCNT, может считаться потенциальным эмбрионом. Кроме того, пузырно-заносные родинки, которые могли происходить от эмбриона, традиционно не считались эмбрионами.

Таблица I суммирует потенциал развития и генетическую конституцию сущностей, созданных в результате появления новых технологий в репродуктивной науке, а также технологий горизонта, основанных на данных из литературы.Для сравнения также включены эмбрионы, возникающие в результате естественного репродуктивного процесса. Из представленной информации можно сделать вывод, что новые технологии могут создавать объекты, которые:

Поучительно изучить эти ключевые различия между объектами, производимыми естественными репродуктивными процессами, и новыми технологиями, чтобы определить, можно ли их определить как человеческий эмбрион.

  • не имеют возможности имплантировать или привести к рождению живого ребенка и / или

  • не имеют генетической информации от сперматозоидов и ооцитов и / или

  • могут содержать ДНК двух разных видов .

Таблица I.

Потенциал развития и генетический вклад субъектов, образованных либо в результате естественных процессов оплодотворения, либо в результате новых технологий в репродуктивной науке

902 81 Оба донора гамет

Да

(энуклеированный ооцит)

Нет

902 81 Донор ооцитов

мышиного бласто-клеток

Да

Да

9027 Получено из клеток hES, используемых для генерации сперматозоидов

Человеческий донор

Да

Да

Да

SC генетически изменен, чтобы удалить потенциал имплантации и энукле обработанный человеческий ооцит (или ооцит, образованный in vitro из дифференцирующихся клеток hES)

при генетическом изменении

удалить потенциал имплантации и энуклеированный ооцит животного

При изменении

Да

Репродуктивный метод
.
Мужская гамета
.
Женская гамета
.
Функциональный элемент
.
Генетический вклад
.
Удобрение
.
Syngamy
.
Спайность
.
Морула
.
Бластоциста
.
Возможность имплантации
.
Гаструляция
.
Возможность развития плода
.
Возможность живорождения
.
Ядро
.
митохондрии
.
Процессы, происходящие в природе у людей
Оплодотворение — естественное происхождение Да Да Да Да Да Да Да Да Оба донора гамет Донор ооцитов
Химера — слияние эмбрионов a, b Да Да Да Да Да Да Да Да 90

Да Да Да Оба донора гамет Донор ооцитов
Расщепление эмбриона — монозиготные близнецы Да Да Да Да Да Да Да Донор ооцитов
Экспериментальные методы, успешно проведенные с использованием человеческого материала (курсивом показаны теоретические оценки, поскольку экспериментально не было продемонстрировано, что сущность переходит к указанной стадии развития)
(1) Клонирование путем разделения эмбриона c, d Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да донор
(2) Перенос ядра соматической клетки (SCNT) — соматическая клетка человека и ооцит человека e Нет Нет (энуклеированный ооцит) Нет Нет Да Да Да Да 9027 8

Да Да Донор соматических клеток Донор ооцитов
(3) Гетерологический перенос ядра — ядро ​​эмбриональных стволовых клеток человека (hES) и человеческий ооцит f Нет Нет Нет Да Да Да Да Да Да 9027 (4) Трансплантация пронуклеусов — перенос пронуклеусов от оплодотворенного человеческого ооцита к энуклеированному донорскому человеческому ооциту г Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Доноры гамет, используемых для оплодотворения Донор ооцитов
(5) Партеногенез — активация человеческих ооцитов e Нет Да Нет Нет Да Да Да Донор ооцитов Донор ооцитов
(6) Химера — образуется путем агрегации отдельных жизнеспособных бластомеров, полученных из нежизнеспособных эмбрионов h

9027 Нет Нет Да Да Да Да Да Да Да Множественное происхождение в зависимости от происхождения 9027 Множественное происхождение в зависимости от происхождения 9027 Blasto бластомеры
Экспериментальная техника, которая была успешно проведено с использованием материала человека и животных
(7) SCNT — соматические клетки человека и энуклеированные ооциты животного i, j Нет Нет Нет Нет Да Да Да ? ? ? ? Донор соматических клеток человека Донор ооцитов животных
Экспериментальные методы, которые были успешно проведены на животных моделях без человеческого материала
(8) Оплодотворение — спермия мыши генерировалась in vitro из дифференцированных эмбрионов мыши стволовые (mES) клетки K Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Клетки используются для создания mES сперма Донор ооцитов мыши
(9) Гиногенез — как при трансплантации пронуклеусов, но с использованием двух материнских пронуклеусов l, m Нет Да Нет Да Да Да Да Да Да Да Да Нет Донор ооцитов
(10) Андрогенез — как при трансплантации пронуклеусов, но с использованием двух отцовских пронуклеусов m, n Да Нет (энуклеированный ооцит) Нет Да Да Да ? ? Донор спермы Донор ооцитов
(11) SCNT — соматическая клетка мыши, генетически измененная для удаления потенциала имплантации и энуклеированного ооцита мыши o Да Да Да Нет Нет Нет Нет Донор соматических клеток мыши Донор ооцитов мыши
(12) Химера — инъекция Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Эмбрион-хозяин или клетки mES (но не в одной и той же клетке) mES-клетки клетки бластоцисты (но не в одной и той же клетке)
Предлагаемые и теоретически возможные экспериментальные методы (курсивом показаны теоретические оценки, поскольку метод не был опубликован как успешно проведенный)
(13) Оплодотворение — человеческие гаметы генерировались in vitro из дифференцирующихся клеток hES p, q, r Да Да Да Да Да Да Да Да Получено из клеток hES, используемых для образования ооцитов
(14) Оплодотворение — человеческие гаметы продуцированы in vitro s Да Да

Да

Да

Да Да Да Да Да Да Да Да Доноры человеческих тканей мужского и женского пола

9023 Женский донор Женский Оплодотворение — человеческие ооциты, произведенные животными, содержащими трансплантаты ткани яичников человека, оплодотворенные человеческой спермой т Да Да Да Да
Да Да Да Да Да Мужские и женские доноры человеческих тканей Женский донор человеческих тканей

Нет Нет Нет Нет Да Нет Нет Нет Нет Донор соматических клеток человека Донор ооцитов человека
Нет Нет Нет Нет Да Да Нет Нет Нет Донор соматических клеток человека Донор ооцитов животных
(18) Химера — инъекция hES-клеток в бластоцисты животного Да Да Да Да Да ? ? ? ? Эмбрион-хозяин или клетки hES (но не в одной и той же клетке) клетки hES и клетки бластоцисты хозяина (но не в одной и той же клетке)
(19) Химера — инъекция ES клеток животных в бластоцисту человека Да Да Да Да Да Да Да ? ? ? ? Эмбрион-хозяин или ЭС клетки животных (но не в одной и той же клетке) ЭС клетки животных и клетки бластоцисты хозяина (но не в одной и той же клетке)

902 81 Оба донора гамет

Да

(энуклеированный ооцит)

Нет

902 81 Донор ооцитов

мышиного бласто-клеток

Да

Да

9027 Получено из клеток hES, используемых для генерации сперматозоидов

Человеческий донор

Да

Да

Да

SC генетически изменен, чтобы удалить потенциал имплантации и энукле обработанный человеческий ооцит (или ооцит, образованный in vitro из дифференцирующихся клеток hES)

при генетическом изменении

удалить потенциал имплантации и энуклеированный ооцит животного

При изменении

Да

Репродуктивный метод
.
Мужская гамета
.
Женская гамета
.
Функциональный элемент
.
Генетический вклад
.
Удобрение
.
Syngamy
.
Спайность
.
Морула
.
Бластоциста
.
Возможность имплантации
.
Гаструляция
.
Возможность развития плода
.
Возможность живорождения
.
Ядро
.
митохондрии
.
Процессы, происходящие в природе у людей
Оплодотворение — естественное происхождение Да Да Да Да Да Да Да Да Оба донора гамет Донор ооцитов
Химера — слияние эмбрионов a, b Да Да Да Да Да Да Да Да 90

Да Да Да Оба донора гамет Донор ооцитов
Расщепление эмбриона — монозиготные близнецы Да Да Да Да Да Да Да Донор ооцитов
Экспериментальные методы, успешно проведенные с использованием человеческого материала (курсивом показаны теоретические оценки, поскольку экспериментально не было продемонстрировано, что сущность переходит к указанной стадии развития)
(1) Клонирование путем разделения эмбриона c, d Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да донор
(2) Перенос ядра соматической клетки (SCNT) — соматическая клетка человека и ооцит человека e Нет Нет (энуклеированный ооцит) Нет Нет Да Да Да Да 9027 8

Да Да Донор соматических клеток Донор ооцитов
(3) Гетерологический перенос ядра — ядро ​​эмбриональных стволовых клеток человека (hES) и человеческий ооцит f Нет Нет Нет Да Да Да Да Да Да 9027 (4) Трансплантация пронуклеусов — перенос пронуклеусов от оплодотворенного человеческого ооцита к энуклеированному донорскому человеческому ооциту г Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Доноры гамет, используемых для оплодотворения Донор ооцитов
(5) Партеногенез — активация человеческих ооцитов e Нет Да Нет Нет Да Да Да Донор ооцитов Донор ооцитов
(6) Химера — образуется путем агрегации отдельных жизнеспособных бластомеров, полученных из нежизнеспособных эмбрионов h

9027 Нет Нет Да Да Да Да Да Да Да Множественное происхождение в зависимости от происхождения 9027 Множественное происхождение в зависимости от происхождения 9027 Blasto бластомеры
Экспериментальная техника, которая была успешно проведено с использованием материала человека и животных
(7) SCNT — соматические клетки человека и энуклеированные ооциты животного i, j Нет Нет Нет Нет Да Да Да ? ? ? ? Донор соматических клеток человека Донор ооцитов животных
Экспериментальные методы, которые были успешно проведены на животных моделях без человеческого материала
(8) Оплодотворение — спермия мыши генерировалась in vitro из дифференцированных эмбрионов мыши стволовые (mES) клетки K Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Клетки используются для создания mES сперма Донор ооцитов мыши
(9) Гиногенез — как при трансплантации пронуклеусов, но с использованием двух материнских пронуклеусов l, m Нет Да Нет Да Да Да Да Да Да Да Да Нет Донор ооцитов
(10) Андрогенез — как при трансплантации пронуклеусов, но с использованием двух отцовских пронуклеусов m, n Да Нет (энуклеированный ооцит) Нет Да Да Да ? ? Донор спермы Донор ооцитов
(11) SCNT — соматическая клетка мыши, генетически измененная для удаления потенциала имплантации и энуклеированного ооцита мыши o Да Да Да Нет Нет Нет Нет Донор соматических клеток мыши Донор ооцитов мыши
(12) Химера — инъекция Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Эмбрион-хозяин или клетки mES (но не в одной и той же клетке) mES-клетки клетки бластоцисты (но не в одной и той же клетке)
Предлагаемые и теоретически возможные экспериментальные методы (курсивом показаны теоретические оценки, поскольку метод не был опубликован как успешно проведенный)
(13) Оплодотворение — человеческие гаметы генерировались in vitro из дифференцирующихся клеток hES p, q, r Да Да Да Да Да Да Да Да Получено из клеток hES, используемых для образования ооцитов
(14) Оплодотворение — человеческие гаметы продуцированы in vitro s Да Да

Да

Да

Да Да Да Да Да Да Да Да Доноры человеческих тканей мужского и женского пола

9023 Женский донор Женский Оплодотворение — человеческие ооциты, произведенные животными, содержащими трансплантаты ткани яичников человека, оплодотворенные человеческой спермой т Да Да Да Да
Да Да Да Да Да Мужские и женские доноры человеческих тканей Женский донор человеческих тканей

Нет Нет Нет Нет Да Нет Нет Нет Нет Донор соматических клеток человека Донор ооцитов человека
Нет Нет Нет Нет Да Да Нет Нет Нет Донор соматических клеток человека Донор ооцитов животных
(18) Химера — инъекция hES-клеток в бластоцисты животного Да Да Да Да Да ? ? ? ? Эмбрион-хозяин или клетки hES (но не в одной и той же клетке) клетки hES и клетки бластоцисты хозяина (но не в одной и той же клетке)
(19) Химера — инъекция ES клеток животных в бластоцисту человека Да Да Да Да Да Да Да ? ? ? ? Эмбрион-хозяин или ЭС клетки животных (но не в одной и той же клетке) ЭС клетки животных и клетки бластоцисты хозяина (но не в одной и той же клетке)

Таблица I.

Потенциал развития и генетический вклад сущностей, созданных либо в результате естественных процессов оплодотворения, либо в результате новых технологий в репродуктивной науке

902 81 Оба донора гамет

Да

(энуклеированный ооцит)

Нет

902 81 Донор ооцитов

мышиного бласто-клеток

Да

Да

9027 Получено из клеток hES, используемых для генерации сперматозоидов

Человеческий донор

Да

Да

Да

SC генетически изменен, чтобы удалить потенциал имплантации и энукле обработанный человеческий ооцит (или ооцит, образованный in vitro из дифференцирующихся клеток hES)

при генетическом изменении

удалить потенциал имплантации и энуклеированный ооцит животного

При изменении

Да

Репродуктивный метод
.
Мужская гамета
.
Женская гамета
.
Функциональный элемент
.
Генетический вклад
.
Удобрение
.
Syngamy
.
Спайность
.
Морула
.
Бластоциста
.
Возможность имплантации
.
Гаструляция
.
Возможность развития плода
.
Возможность живорождения
.
Ядро
.
митохондрии
.
Процессы, происходящие в природе у людей
Оплодотворение — естественное происхождение Да Да Да Да Да Да Да Да Оба донора гамет Донор ооцитов
Химера — слияние эмбрионов a, b Да Да Да Да Да Да Да Да 90

Да Да Да Оба донора гамет Донор ооцитов
Расщепление эмбриона — монозиготные близнецы Да Да Да Да Да Да Да Донор ооцитов
Экспериментальные методы, успешно проведенные с использованием человеческого материала (курсивом показаны теоретические оценки, поскольку экспериментально не было продемонстрировано, что сущность переходит к указанной стадии развития)
(1) Клонирование путем разделения эмбриона c, d Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да донор
(2) Перенос ядра соматической клетки (SCNT) — соматическая клетка человека и ооцит человека e Нет Нет (энуклеированный ооцит) Нет Нет Да Да Да Да 9027 8

Да Да Донор соматических клеток Донор ооцитов
(3) Гетерологический перенос ядра — ядро ​​эмбриональных стволовых клеток человека (hES) и человеческий ооцит f Нет Нет Нет Да Да Да Да Да Да 9027 (4) Трансплантация пронуклеусов — перенос пронуклеусов от оплодотворенного человеческого ооцита к энуклеированному донорскому человеческому ооциту г Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Доноры гамет, используемых для оплодотворения Донор ооцитов
(5) Партеногенез — активация человеческих ооцитов e Нет Да Нет Нет Да Да Да Донор ооцитов Донор ооцитов
(6) Химера — образуется путем агрегации отдельных жизнеспособных бластомеров, полученных из нежизнеспособных эмбрионов h

9027 Нет Нет Да Да Да Да Да Да Да Множественное происхождение в зависимости от происхождения 9027 Множественное происхождение в зависимости от происхождения 9027 Blasto бластомеры
Экспериментальная техника, которая была успешно проведено с использованием материала человека и животных
(7) SCNT — соматические клетки человека и энуклеированные ооциты животного i, j Нет Нет Нет Нет Да Да Да ? ? ? ? Донор соматических клеток человека Донор ооцитов животных
Экспериментальные методы, которые были успешно проведены на животных моделях без человеческого материала
(8) Оплодотворение — спермия мыши генерировалась in vitro из дифференцированных эмбрионов мыши стволовые (mES) клетки K Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Клетки используются для создания mES сперма Донор ооцитов мыши
(9) Гиногенез — как при трансплантации пронуклеусов, но с использованием двух материнских пронуклеусов l, m Нет Да Нет Да Да Да Да Да Да Да Да Нет Донор ооцитов
(10) Андрогенез — как при трансплантации пронуклеусов, но с использованием двух отцовских пронуклеусов m, n Да Нет (энуклеированный ооцит) Нет Да Да Да ? ? Донор спермы Донор ооцитов
(11) SCNT — соматическая клетка мыши, генетически измененная для удаления потенциала имплантации и энуклеированного ооцита мыши o Да Да Да Нет Нет Нет Нет Донор соматических клеток мыши Донор ооцитов мыши
(12) Химера — инъекция Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Эмбрион-хозяин или клетки mES (но не в одной и той же клетке) mES-клетки клетки бластоцисты (но не в одной и той же клетке)
Предлагаемые и теоретически возможные экспериментальные методы (курсивом показаны теоретические оценки, поскольку метод не был опубликован как успешно проведенный)
(13) Оплодотворение — человеческие гаметы генерировались in vitro из дифференцирующихся клеток hES p, q, r Да Да Да Да Да Да Да Да Получено из клеток hES, используемых для образования ооцитов
(14) Оплодотворение — человеческие гаметы продуцированы in vitro s Да Да

Да

Да

Да Да Да Да Да Да Да Да Доноры человеческих тканей мужского и женского пола

9023 Женский донор Женский Оплодотворение — человеческие ооциты, произведенные животными, содержащими трансплантаты ткани яичников человека, оплодотворенные человеческой спермой т Да Да Да Да
Да Да Да Да Да Мужские и женские доноры человеческих тканей Женский донор человеческих тканей

Нет Нет Нет Нет Да Нет Нет Нет Нет Донор соматических клеток человека Донор ооцитов человека
Нет Нет Нет Нет Да Да Нет Нет Нет Донор соматических клеток человека Донор ооцитов животных
(18) Химера — инъекция hES-клеток в бластоцисты животного Да Да Да Да Да ? ? ? ? Эмбрион-хозяин или клетки hES (но не в одной и той же клетке) клетки hES и клетки бластоцисты хозяина (но не в одной и той же клетке)
(19) Химера — инъекция ES клеток животных в бластоцисту человека Да Да Да Да Да Да Да ? ? ? ? Эмбрион-хозяин или ЭС клетки животных (но не в одной и той же клетке) ЭС клетки животных и клетки бластоцисты хозяина (но не в одной и той же клетке)

902 81 Оба донора гамет

Да

(энуклеированный ооцит)

Нет

902 81 Донор ооцитов

мышиного бласто-клеток

Да

Да

9027 Получено из клеток hES, используемых для генерации сперматозоидов

Человеческий донор

Да

Да

Да

SC генетически изменен, чтобы удалить потенциал имплантации и энукле обработанный человеческий ооцит (или ооцит, образованный in vitro из дифференцирующихся клеток hES)

при генетическом изменении

удалить потенциал имплантации и энуклеированный ооцит животного

При изменении

Да

Репродуктивный метод
.
Мужская гамета
.
Женская гамета
.
Функциональный элемент
.
Генетический вклад
.
Удобрение
.
Syngamy
.
Спайность
.
Морула
.
Бластоциста
.
Возможность имплантации
.
Гаструляция
.
Возможность развития плода
.
Возможность живорождения
.
Ядро
.
митохондрии
.
Процессы, происходящие в природе у людей
Оплодотворение — естественное происхождение Да Да Да Да Да Да Да Да Оба донора гамет Донор ооцитов
Химера — слияние эмбрионов a, b Да Да Да Да Да Да Да Да 90

Да Да Да Оба донора гамет Донор ооцитов
Расщепление эмбриона — монозиготные близнецы Да Да Да Да Да Да Да Донор ооцитов
Экспериментальные методы, успешно проведенные с использованием человеческого материала (курсивом показаны теоретические оценки, поскольку экспериментально не было продемонстрировано, что сущность переходит к указанной стадии развития)
(1) Клонирование путем разделения эмбриона c, d Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да донор
(2) Перенос ядра соматической клетки (SCNT) — соматическая клетка человека и ооцит человека e Нет Нет (энуклеированный ооцит) Нет Нет Да Да Да Да 9027 8

Да Да Донор соматических клеток Донор ооцитов
(3) Гетерологический перенос ядра — ядро ​​эмбриональных стволовых клеток человека (hES) и человеческий ооцит f Нет Нет Нет Да Да Да Да Да Да 9027 (4) Трансплантация пронуклеусов — перенос пронуклеусов от оплодотворенного человеческого ооцита к энуклеированному донорскому человеческому ооциту г Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Доноры гамет, используемых для оплодотворения Донор ооцитов
(5) Партеногенез — активация человеческих ооцитов e Нет Да Нет Нет Да Да Да Донор ооцитов Донор ооцитов
(6) Химера — образуется путем агрегации отдельных жизнеспособных бластомеров, полученных из нежизнеспособных эмбрионов h

9027 Нет Нет Да Да Да Да Да Да Да Множественное происхождение в зависимости от происхождения 9027 Множественное происхождение в зависимости от происхождения 9027 Blasto бластомеры
Экспериментальная техника, которая была успешно проведено с использованием материала человека и животных
(7) SCNT — соматические клетки человека и энуклеированные ооциты животного i, j Нет Нет Нет Нет Да Да Да ? ? ? ? Донор соматических клеток человека Донор ооцитов животных
Экспериментальные методы, которые были успешно проведены на животных моделях без человеческого материала
(8) Оплодотворение — спермия мыши генерировалась in vitro из дифференцированных эмбрионов мыши стволовые (mES) клетки K Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Клетки используются для создания mES сперма Донор ооцитов мыши
(9) Гиногенез — как при трансплантации пронуклеусов, но с использованием двух материнских пронуклеусов l, m Нет Да Нет Да Да Да Да Да Да Да Да Нет Донор ооцитов
(10) Андрогенез — как при трансплантации пронуклеусов, но с использованием двух отцовских пронуклеусов m, n Да Нет (энуклеированный ооцит) Нет Да Да Да ? ? Донор спермы Донор ооцитов
(11) SCNT — соматическая клетка мыши, генетически измененная для удаления потенциала имплантации и энуклеированного ооцита мыши o Да Да Да Нет Нет Нет Нет Донор соматических клеток мыши Донор ооцитов мыши
(12) Химера — инъекция Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Эмбрион-хозяин или клетки mES (но не в одной и той же клетке) mES-клетки клетки бластоцисты (но не в одной и той же клетке)
Предлагаемые и теоретически возможные экспериментальные методы (курсивом показаны теоретические оценки, поскольку метод не был опубликован как успешно проведенный)
(13) Оплодотворение — человеческие гаметы генерировались in vitro из дифференцирующихся клеток hES p, q, r Да Да Да Да Да Да Да Да Получено из клеток hES, используемых для образования ооцитов
(14) Оплодотворение — человеческие гаметы продуцированы in vitro s Да Да

Да

Да

Да Да Да Да Да Да Да Да Доноры человеческих тканей мужского и женского пола

9023 Женский донор Женский Оплодотворение — человеческие ооциты, произведенные животными, содержащими трансплантаты ткани яичников человека, оплодотворенные человеческой спермой т Да Да Да Да
Да Да Да Да Да Мужские и женские доноры человеческих тканей Женский донор человеческих тканей

Нет Нет Нет Нет Да Нет Нет Нет Нет Донор соматических клеток человека Донор ооцитов человека
Нет Нет Нет Нет Да Да Нет Нет Нет Донор соматических клеток человека Донор ооцитов животных
(18) Химера — инъекция hES-клеток в бластоцисты животного Да Да Да Да Да ? ? ? ? Эмбрион-хозяин или клетки hES (но не в одной и той же клетке) клетки hES и клетки бластоцисты хозяина (но не в одной и той же клетке)
(19) Химера — инъекция ES клеток животных в бластоцисту человека Да Да Да Да Да Да Да ? ? ? ? Эмбрион-хозяин или ЭС клетки животных (но не в одной и той же клетке) ЭС клетки животных и клетки бластоцисты хозяина (но не в одной и той же клетке)

Обсуждение

Должна ли способность произвести живорождение быть частью биологического определения человеческого эмбриона?

Модели на животных продемонстрировали, что бластоцисты SCNT могут имплантироваться и развиваться до живорождения (Wilmut et al., 1997). Поэтому разумно предположить, что бластоцисты SCNT человека также могут развиться в жизнеспособную особь, если их поместить в правильную среду.

Было продемонстрировано, что перенос жизнеспособных бластомеров из предимплантационных эмбрионов с медленным развитием в пустую блестящую зону дает агрегатную доимплантационную структуру, которая может развиваться до стадии бластоцисты, из которой могут быть получены эмбриональные стволовые клетки человека (Alikani and Willadsen, 2002).Хотя еще предстоит проверить, могут ли такие агрегированные бластоцисты (репродуктивный метод 6) имплантироваться и сформировать жизнеспособную беременность, это теоретически возможно.

В мышиной модели был достигнут значительный прогресс в создании гамет из эмбриональных стволовых клеток (Hubner et al ., 2003; Toyooka et al ., 2003; Geijsen et al ., 2004; Lacham -Kaplan et al ., 2005). Недавно было продемонстрировано создание полнофункциональных мужских гамет из эмбриональных стволовых клеток ex vivo (Nayernia et al ., 2006). Другой подход заключался в получении человеческих ооцитов in vitro из поверхностных эпителиальных клеток яичников (Bukovsky et al ., 2005). Еще предстоит продемонстрировать, способны ли человеческие ооциты, полученные с использованием этих стратегий (репродуктивные методы 13 и 14), оплодотворяться и развиваться для формирования жизнеспособной беременности. Использование таких гамет при оплодотворении может привести к развитию бластоцист, которые теоретически могут быть имплантированы и обеспечены жизнеспособной беременностью.

Другой вариант — создание животных, производящих человеческие гаметы. На сегодняшний день было продемонстрировано, что мыши, содержащие ксенотрансплант яичников человека, могут продуцировать человеческие ооциты (репродуктивный метод 15; Gook et al ., 2003). Теоретически человеческие гаметы также могут быть созданы химерными животными, полученными путем инъекции человеческих эмбриональных стволовых клеток в бластоцисты животных (репродуктивный метод 18). Использование в оплодотворении гамет, произведенных привитыми или химерными животными, теоретически может привести к появлению сущностей, способных к имплантации и формированию жизнеспособной беременности.

Были предложения генетически изменить ядро ​​соматической клетки перед переносом в энуклеированный донорский ооцит таким образом, чтобы исключить возможность имплантации любых образующихся клонов человеческого эмбриона (репродуктивные методы 16 и 17). Этот метод недавно был продемонстрирован на модели мышей (Meissner and Jaenisch, 2005). Вкратце, донорские клетки были генетически изменены, чтобы нарушить экспрессию гена, необходимого для образования функционального трофобласта.Образовавшиеся в результате образования образовывали внутренние клеточные массы, из которых могли быть получены эмбриональные стволовые клетки, но они не могли имплантироваться в матку. Утверждалось, что этот метод, иначе известный как перенос измененного ядра, позволяет обойти этические возражения против использования SCNT для генерации эмбриональных стволовых клеток человека (Melton et al ., 2004; Hurlbut, 2005a, b; Pacholczyk and Hurlbut, 2005). На сегодняшний день нет сообщений об успешном применении этого метода на людях.

Гиногенетические и андрогенетические преимплантационные эмбрионы имеют только отцовский или материнский генетический вклад, соответственно (репродуктивные методы 9 и 10). Такие монородительские доимплантационные эмбрионы могут быть созданы с помощью пронуклеарной трансплантации. Андрогенетические доимплантационные эмбрионы также могут возникать без экспериментальных манипуляций и приводить к так называемому частичному или полному пузырному заносу в зависимости от морфологии и генетического происхождения. Патологически неразличимые пузырчатые родинки также могут быть двупародительскими.Была идентифицирована мутация в гене, принадлежащем к семейству белков, участвующих в воспалительных реакциях и запрограммированной гибели клеток, которая вызывает повторяющиеся пузырно-заносные образования у людей (Murdoch et al ., 2006). Хотя андрогенетические и гиногенетические доимплантационные эмбрионы могут развиваться до стадии бластоцисты и имплантироваться, они не могут обеспечить жизнеспособную беременность.

Партеногенные доимплантационные эмбрионы (репродуктивный метод 5) также являются монородителями, поскольку они имеют только материнский генетический вклад.Хотя они могут имплантироваться, они имеют ограниченный потенциал последующего развития. У мышей могут быть получены партеногенные эмбрионы с потенциалом развития в жизнеспособную особь, но только после значительного количества генетических манипуляций (Kono et al ., 2004). У мышей (Mann et al ., 1990; Allen et al ., 1994) и макак (Vrana et al ., 2003) было продемонстрировано, что партеногенные преимплантационные эмбрионы могут развиваться до стадии бластоцисты и являются поддается генерации эмбриональных стволовых клеток.У людей, однако, партеноты вряд ли разовьются дальше первых нескольких делений, поскольку центриоли, вносимые человеческими сперматозоидами, необходимы для образования функциональной центросомы (Pickering et al ., 1988).

Большинство новых технологий, перечисленных в Таблице I, создают объекты, которые могут имплантироваться и вызвать жизнеспособную беременность. Действительно, вероятно, но не доказано, что, если им позволят развиться до срока, это приведет к живорождению. Следовательно, разумно сделать вывод, что если эти методы применяются с использованием человеческого материала, они могут произвести живого человека.

Некоторые из обсуждаемых выше новых технологий приводят к появлению организмов, не способных вызвать жизнеспособную беременность. С чисто биологической точки зрения применение этих методов с использованием только человеческого материала приведет к образованию бластоцисты человека, но не к жизнеспособной беременности или рождению живого ребенка. Если возможность рождения живого ребенка должна быть ключевым элементом определения человеческого эмбриона, то гиногенез и андрогенез (репродуктивные методы 9 и 10) не будут рассматриваться как методы, которые могут произвести человека, даже если только человек материал используется.

Вышеупомянутое обсуждение предполагает, что способность к формированию нового живого существа действительно может быть полезным компонентом определения «человеческий эмбрион», поскольку позволяет провести различие между новыми технологиями, которые могут привести к живорождению, от тех, которые этого не делают.

Должно ли оплодотворение и / или сингамия быть частью биологического определения человеческого эмбриона?

Ряд новых технологий, перечисленных в Таблице I, не учитывают вклад хромосомной ДНК как сперматозоида, так и ооцита или завершение сингамии (репродуктивные методы 2, 5–7, 9–11 и 16–17).Однако некоторые из этих методов, если они проводятся с использованием человеческих материалов, могут иметь потенциал для рождения живого человека. Учитывая это, можно было ожидать, что человеческий эмбрион будет создан во время процессов развития, инициированных с использованием этих методов. Включение оплодотворения и сингамии в качестве необходимых элементов в определение «человеческого эмбриона» устранит новые технологии, у которых есть потенциал (даже если в настоящее время теоретический) для создания нового человека. Следовательно, абсолютная потребность в оплодотворении и / или сингамии может не соответствовать биологическому определению человеческого эмбриона.

Следует ли из биологического определения человеческого эмбриона исключать методы комбинирования ДНК более чем одного вида?

Некоторые появляющиеся технологии теоретически могут привести к созданию объекта с ядерным геномом, который является человеческим, в то время как митохондриальный геном может быть получен от другого вида (репродуктивный метод 7). Неизвестно, будет ли митохондриальная гетероплазмия вызывать проблемы развития (Brenner et al ., 2004). Это нерешенный аспект SCNT, поскольку возможно, что клонированные эмбрионы будут содержать митохондрии из разных источников, т.е.е. связанные с трансплантированным донорским ядром, а также с энуклеированным ооцитом-хозяином-реципиентом.

Другая возможность — объект, содержащий клетки разных видов. Инъекция генетически измененных линий эмбриональных стволовых клеток мыши в бластоцисты мышей используется для создания трансгенных мышей и мышей с нокаутом (репродуктивный метод 12). Поскольку линии эмбриональных стволовых клеток были получены от бластоцисты, отличной от индивидуума, получается химера. Неясно, можно ли применить эту технику для создания межвидовых химер.Трансплантация целых внутренних клеточных масс крыс или отдельных внутренних клеточных масс крыс в бластоцисты мышей не дала никаких жизнеспособных живорождений (Gardner and Johnson, 1975). Следовательно, потенциал развития химер, созданных путем инъекции эмбриональных стволовых клеток человека в бластоцисту другого вида (репродуктивный метод 18) или путем инъекции нечеловеческих эмбриональных стволовых клеток в бластоцисту человека (репродуктивный метод 19; DeWitt, 2002), неизвестен. .

Некоторые из методов, включенных в Таблицу I, потенциально могут создать сущность с ДНК более чем одного вида.Любая техника, которая может привести к рождению живого ребенка, скорее всего, будет включать формирование эмбриона в какой-то момент в процессе раннего развития. Следовательно, биологическое определение человеческого эмбриона не должно специально исключать сущность, созданную с помощью ДНК двух видов.

Должно ли биологическое определение человеческого эмбриона включать момент времени развития?

Ранее утверждалось, что потенциал для непрерывного развития должен быть ключевым фактором при любом определении «эмбриона» (Latham and Sapienza, 2004).Обсуждение, представленное в этом документе, полностью поддерживает эту точку зрения. Однако сомнительно, можно ли дать определение «человеческому эмбриону» без какой-либо ссылки на момент развития во времени.

Другим подходом к разработке биологического определения «человеческий эмбрион» может быть тот, который действительно включает ссылку на конкретную временную точку развития, но в контексте потенциала для непрерывного развития. Термин «человеческий эмбрион» не применяется до завершения оплодотворения человеческого ооцита человеческой спермой (т.е. syngamy), потому что именно тогда создается новый геном новой особи. До сингамии геномы, унаследованные по материнской и отцовской линии, существовали как два отдельных генома.

Определение «человеческий эмбрион», основанное на сингамии, исключает репродуктивные технологии, которые не включают оплодотворение человеческого ооцита человеческой спермой. Хотя некоторые из этих технологий могут привести к живорождению, если их применить к человеку, из исследований на животных ясно, что другие этого не сделают. С биологической точки зрения, установка точного момента времени для сингамии будет включать в себя сущности, которые не имеют потенциала для формирования живого человека.Возможно, будет более подходящим оценить потенциал таких сущностей по развитию до уровня примитивной полосы или за ее пределами.

Приведенное выше обсуждение предполагает, что определение «человеческого эмбриона», возможно, необходимо разделить на два компонента: один для процессов раннего развития, возникающих в результате оплодотворения человеческого ооцита спермой человека, а второй — для тех, которые возникают другими способами.

Последнее соображение состоит в том, должно ли определение относиться к сингамии, которая не может быть визуально подтверждена до начала первого митотического деления.Учитывая, что целью данной статьи является разработка биологического определения «человеческого эмбриона», может быть предпочтительнее включить измеримое событие, такое как первое митотическое деление.

Биологическое определение человеческого эмбриона

После рассмотрения вопросов, поднятых в предыдущем обсуждении, предлагается следующее биологическое определение «человеческого эмбриона».

Эмбрион человека — это отдельная сущность, которая произошла от : и еще не достигла 8 недель развития с момента первого митотического деления.

  • первое митотическое деление, когда оплодотворение человеческого ооцита спермой человека завершено, или

  • любой другой процесс, который инициирует организованное развитие биологического объекта с ядерным геномом человека или измененным ядерным геномом человека которая может развиваться до или после стадии, на которой появляется примитивная полоса ,

Это определение пытается объединить аспекты наблюдаемых стадий развития, потенциала развития и происхождения ДНК, вносящих вклад в новую физическое лицо.Признано, что это определение создает возможность аномалии, при которой сущность, которая возникла в результате завершения оплодотворения человеческого ооцита человеческой спермой и по какой-либо причине не имеет потенциала для будущего развития, будет считаться эмбрионом, тогда как искусственно созданная идентичная сущность не имела бы статуса эмбриона. Однако завершения оплодотворения человеческого ооцита человеческой спермой достаточно для определения сущности как человеческого эмбриона независимо от любого потенциала или его отсутствия для будущего развития.

Достигнув биологического определения человеческого эмбриона, поучительно применить его к новым технологиям, обсуждавшимся ранее (Таблица II).

Таблица II.

Новые технологии и их статус в соответствии с биологическим определением человеческого эмбриона

— два эмбриона

сплит-эмбрион

Репродуктивные технологии
.
Подпадает под определение?
.
Процессы, которые происходят в естественных условиях у человека
Оплодотворение — естественное происхождение Да
Химера — слияние эмбрионов Да
Новые технологии
(1) Клонирование путем расщепления эмбриона Да
(2) SCNT — человеческие соматические клетки и человеческие ооциты Да
ES (3) ядерный перенос ядро клетки и человеческий ооцит Да
(4) Трансплантация пронуклеусов — перенос пронуклеусов от оплодотворенного человеческого ооцита к энуклеированному донорскому человеческому ооциту Да
(5) Партеногенез — доступна информация о недостаточности человеческих ооцитов

(6) Химера — ge образовано агрегацией отдельных жизнеспособных бластомеров, полученных из нежизнеспособных эмбрионов Да
(7) SCNT — соматическая клетка человека и энуклеированный ооцит животного Да
(8) Оплодотворение — спермия мыши, полученная in vitro от дифференцирующихся mES-клеток Да
(9) Гиногенез — как для пронуклеарной трансплантации, но с использованием двух материнских пронуклеусов Недостаточно информации
(10) Андрогенез — как для пронуклеарной трансплантации, но с использованием двух отцовских пронуклеусов Недостаточно информации
(11) SCNT — соматическая клетка мыши, генетически измененная для удаления потенциала имплантации и энуклеированного ооцита мыши Нет (без человеческого материала)
(12) Химера — инъекция мышиной бластоцисты с mES клетки Нет (без человеческого материала)
(13) Оплодотворение — человеческие гаметы произведены in vitro из дифференцирующихся клеток hES Да
(14) Оплодотворение — человеческие гаметы произведены in vitro Да
– (15) Оплодотворение — (15) человеческие ооциты, полученные животными, содержащими трансплантаты ткани яичников человека, оплодотворенные человеческой спермой Да
(16) SCNT — человеческие соматические клетки, генетически измененные для устранения потенциала имплантации и энуклеированные человеческие ооциты (или ооциты, созданные in vitro для дифференциации hES клетки)
(17) SCNT — человеческая соматическая клетка, генетически измененная для удаления потенциала имплантации и энуклеированного ооцита животного
(18) Химера — инъекция hES-клеток в бластоцисту животного Недостаточно

в наличии
(19) Химера — инъекция животного E S-клетки в бластоцисте человека Недостаточно информации

— два эмбриона

сплит-эмбрион

Репродуктивный метод
.
Подпадает под определение?
.
Процессы, которые происходят в естественных условиях у человека
Оплодотворение — естественное происхождение Да
Химера — слияние эмбрионов Да
Новые технологии
(1) Клонирование путем расщепления эмбриона Да
(2) SCNT — человеческие соматические клетки и человеческие ооциты Да
ES (3) ядерный перенос ядро клетки и человеческий ооцит Да
(4) Трансплантация пронуклеусов — перенос пронуклеусов от оплодотворенного человеческого ооцита к энуклеированному донорскому человеческому ооциту Да
(5) Партеногенез — доступна информация о недостаточности человеческих ооцитов

(6) Химера — ge образовано агрегацией отдельных жизнеспособных бластомеров, полученных из нежизнеспособных эмбрионов Да
(7) SCNT — соматическая клетка человека и энуклеированный ооцит животного Да
(8) Оплодотворение — спермия мыши, полученная in vitro от дифференцирующихся mES-клеток Да
(9) Гиногенез — как для пронуклеарной трансплантации, но с использованием двух материнских пронуклеусов Недостаточно информации
(10) Андрогенез — как для пронуклеарной трансплантации, но с использованием двух отцовских пронуклеусов Недостаточно информации
(11) SCNT — соматическая клетка мыши, генетически измененная для удаления потенциала имплантации и энуклеированного ооцита мыши Нет (без человеческого материала)
(12) Химера — инъекция мышиной бластоцисты с mES клетки Нет (без человеческого материала)
(13) Оплодотворение — человеческие гаметы произведены in vitro из дифференцирующихся клеток hES Да
(14) Оплодотворение — человеческие гаметы произведены in vitro Да
– (15) Оплодотворение — (15) человеческие ооциты, полученные животными, содержащими трансплантаты ткани яичников человека, оплодотворенные человеческой спермой Да
(16) SCNT — человеческие соматические клетки, генетически измененные для устранения потенциала имплантации и энуклеированные человеческие ооциты (или ооциты, созданные in vitro для дифференциации hES клетки)
(17) SCNT — человеческая соматическая клетка, генетически измененная для удаления потенциала имплантации и энуклеированного ооцита животного
(18) Химера — инъекция hES-клеток в бластоцисту животного Недостаточно

в наличии
(19) Химера — инъекция животного E S-клетки в бластоцисте человека Недостаточно информации

Таблица II.

Новые технологии и их статус в соответствии с биологическим определением человеческого эмбриона

— два эмбриона

сплит-эмбрион

Репродуктивные технологии
.
Подпадает под определение?
.
Процессы, которые происходят в естественных условиях у человека
Оплодотворение — естественное происхождение Да
Химера — слияние эмбрионов Да
Новые технологии
(1) Клонирование путем расщепления эмбриона Да
(2) SCNT — человеческие соматические клетки и человеческие ооциты Да
ES (3) ядерный перенос ядро клетки и человеческий ооцит Да
(4) Трансплантация пронуклеусов — перенос пронуклеусов от оплодотворенного человеческого ооцита к энуклеированному донорскому человеческому ооциту Да
(5) Партеногенез — доступна информация о недостаточности человеческих ооцитов

(6) Химера — ge образовано агрегацией отдельных жизнеспособных бластомеров, полученных из нежизнеспособных эмбрионов Да
(7) SCNT — соматическая клетка человека и энуклеированный ооцит животного Да
(8) Оплодотворение — спермия мыши, полученная in vitro от дифференцирующихся mES-клеток Да
(9) Гиногенез — как для пронуклеарной трансплантации, но с использованием двух материнских пронуклеусов Недостаточно информации
(10) Андрогенез — как для пронуклеарной трансплантации, но с использованием двух отцовских пронуклеусов Недостаточно информации
(11) SCNT — соматическая клетка мыши, генетически измененная для удаления потенциала имплантации и энуклеированного ооцита мыши Нет (без человеческого материала)
(12) Химера — инъекция мышиной бластоцисты с mES клетки Нет (без человеческого материала)
(13) Оплодотворение — человеческие гаметы произведены in vitro из дифференцирующихся клеток hES Да
(14) Оплодотворение — человеческие гаметы произведены in vitro Да
– (15) Оплодотворение — (15) человеческие ооциты, полученные животными, содержащими трансплантаты ткани яичников человека, оплодотворенные человеческой спермой Да
(16) SCNT — человеческие соматические клетки, генетически измененные для устранения потенциала имплантации и энуклеированные человеческие ооциты (или ооциты, созданные in vitro для дифференциации hES клетки)
(17) SCNT — человеческая соматическая клетка, генетически измененная для удаления потенциала имплантации и энуклеированного ооцита животного
(18) Химера — инъекция hES-клеток в бластоцисту животного Недостаточно

в наличии
(19) Химера — инъекция животного E S-клетки в бластоцисте человека Недостаточно информации

— два эмбриона

сплит-эмбрион

Репродуктивный метод
.
Подпадает под определение?
.
Процессы, которые происходят в естественных условиях у человека
Оплодотворение — естественное происхождение Да
Химера — слияние эмбрионов Да
Новые технологии
(1) Клонирование путем расщепления эмбриона Да
(2) SCNT — человеческие соматические клетки и человеческие ооциты Да
ES (3) ядерный перенос ядро клетки и человеческий ооцит Да
(4) Трансплантация пронуклеусов — перенос пронуклеусов от оплодотворенного человеческого ооцита к энуклеированному донорскому человеческому ооциту Да
(5) Партеногенез — доступна информация о недостаточности человеческих ооцитов

(6) Химера — ge образовано агрегацией отдельных жизнеспособных бластомеров, полученных из нежизнеспособных эмбрионов Да
(7) SCNT — соматическая клетка человека и энуклеированный ооцит животного Да
(8) Оплодотворение — спермия мыши, полученная in vitro от дифференцирующихся mES-клеток Да
(9) Гиногенез — как для пронуклеарной трансплантации, но с использованием двух материнских пронуклеусов Недостаточно информации
(10) Андрогенез — как для пронуклеарной трансплантации, но с использованием двух отцовских пронуклеусов Недостаточно информации
(11) SCNT — соматическая клетка мыши, генетически измененная для удаления потенциала имплантации и энуклеированного ооцита мыши Нет (без человеческого материала)
(12) Химера — инъекция мышиной бластоцисты с mES клетки Нет (без человеческого материала)
(13) Оплодотворение — человеческие гаметы произведены in vitro из дифференцирующихся клеток hES Да
(14) Оплодотворение — человеческие гаметы произведены in vitro Да
– (15) Оплодотворение — (15) человеческие ооциты, полученные животными, содержащими трансплантаты ткани яичников человека, оплодотворенные человеческой спермой Да
(16) SCNT — человеческие соматические клетки, генетически измененные для устранения потенциала имплантации и энуклеированные человеческие ооциты (или ооциты, созданные in vitro для дифференциации hES клетки)
(17) SCNT — человеческая соматическая клетка, генетически измененная для удаления потенциала имплантации и энуклеированного ооцита животного
(18) Химера — инъекция hES-клеток в бластоцисту животного Недостаточно

в наличии
(19) Химера — инъекция животного E S-клетки в бластоцисте человека Недостаточно информации

Заключение

В этом дискуссионном документе были рассмотрены естественные процессы раннего развития человека, а также новые технологии в репродуктивных науках.Обсуждения были сосредоточены на биологии этих процессов и технологий. На основе этих фактов было дано биологическое определение «человеческий эмбрион». В определении указано, что термин «человеческий эмбрион» не может применяться до завершения сингамии или после 8 недель развития. Биологическое определение «человеческого эмбриона», представленное в этом дискуссионном документе, также признает, что появляющиеся репродуктивные технологии однажды могут предоставить альтернативы существующим репродуктивным методам (например,г. in vitro оплодотворение, внутрицитоплазматическая инъекция сперматозоидов). С чисто биологической точки зрения ясно, что применение таких технологий приведет к появлению новых людей, которые в какой-то момент процесса развития могли бы стать человеческим эмбрионом.

В определении не указывается, каким генетическим содержимым человека должна обладать сущность, прежде чем ее можно будет считать человеческим эмбрионом. Считается, что в будущем этот вопрос будет решаться более эффективно, поскольку в настоящее время биологическая информация ограничена.До этого момента «человечность» генома должна рассматриваться в индивидуальном порядке.

Рассмотрение юридических, этических и моральных последствий этих новых технологий выходило за рамки данного дискуссионного документа. Однако есть надежда, что, когда соответствующие эксперты займутся такими анализами, они смогут использовать этот документ в качестве источника информации.

Благодарности

Эта дискуссионная статья представляет собой адаптацию дискуссионного документа Национального совета по здравоохранению и медицинским исследованиям (NHMRC) «Человеческий эмбрион — биологическое определение», которое можно загрузить с http: // www.nhmrc.gov.au/embryos/information/reports/index.htm. Мы благодарны Джеймсу Кэтту, Дэвиду Эдгару, Мартину Джонсону, Энн Макларен, Мартину Пера, Джанет Россант и Роберту Симарку за их проницательные комментарии к исходному документу для обсуждения. Мы также хотели бы поблагодарить Клайва Морриса и Грега Эша за их редакторские комментарии. Питер Иллингворт и Грэм Кей — бывшие члены комитета по лицензированию исследований эмбрионов NHMRC. Разработка этого определения была поддержана Комитетом по лицензированию исследований эмбрионов NHMRC.

Список литературы

,.

Человеческие бластоцисты из агрегированных одноядерных клеток двух или более нежизнеспособных эмбрионов зиготного происхождения

,

Reprod BioMed Online

,

2002

, vol.

5

(стр.

56

58

),,,,.

Функциональный анализ импринтинга в партеногенетических эмбриональных стволовых клетках

,

Development

,

1994

, vol.

120

(стр.

1473

1482

).

Вызов Гиппократа! Когда дело доходит до клонирования человека, президент Буш должен помнить: во-первых, не навреди

,

Reason Mag

,

2001

,,.

Роль отцовского и материнского геномов в развитии мышей

,

Nature

,

1984

, vol.

311

(стр.

373

376

),,.

Роль митохондриального генома в вспомогательных репродуктивных технологиях и терапевтическом клонировании на основе эмбриональных стволовых клеток

,

Reprod Fertil Dev

,

2004

, vol.

16

(стр.

743

751

),,.

Оогенез в культурах, полученных из яичников взрослого человека

,

Reprod Biol Endocrinol

,

2005

, vol.

3

стр.

17

,,,,,,,.

Клональное размножение потомства приматов расщеплением эмбриона

,

Science

,

2000

, vol.

287

(стр.

317

319

),,,,,.

Оптимизированный протокол межвидового переноса ядер соматических клеток от человека к крупному рогатому скоту

,

Fertil Steril

,

2004

, vol.

82

(стр.

960

962

),,,,,,,,, и др.

Эмбриональные стволовые клетки, полученные ядерным переносом соматических ядер человека в ооциты кролика

,

Cell Res

,

2003

, vol.

13

(стр.

251

263

),,,,,.

Перенос ядра соматической клетки у человека: пронуклеарное и раннее эмбриональное развитие

,

J Regen Med

,

2001

, vol.

2

,.

Наука о стволовых клетках: некоторые значения для законодательства и политики

,

Закон о здравоохранении Ред.

,

2002

, vol.

11

(стр.

5

13

).

Биологи разделились во мнениях по поводу предложения создать эмбрионы человека и мыши

,

Nature

,

2002

, vol.

420

стр.

255

,. ,

Исследование клеточного взаимодействия и развертывания в раннем эмбрионе млекопитающих с использованием межвидовых химер между крысой и мышью.В Ciba Foundation 29 Cell Patterning

,

1975

North Holland

Elsevier, Excerpta Medica

(стр.

183

200

)

,,,,,.

Получение эмбриональных половых клеток и мужских гамет из эмбриональных стволовых клеток

,

Nature

,

2004

, vol.

427

(стр.

148

154

),,,,,.

Созревание ооцитов, разрыв фолликулов и лютеинизация в криоконсервированной ткани яичников человека после ксенотрансплантации

,

Hum Reprod

,

2003

, vol.

18

(стр.

1772

1781

),,,,,,,,,.

Получение ооцитов из эмбриональных стволовых клеток мыши

,

Science

,

2003

, vol.

300

(стр.

1251

1256

).

Измененный перенос ядер

,

New Engl J Med

,

2005

, vol.

352

(стр.

1153

1154

).

Перенос измененных ядер как морально приемлемый способ получения человеческих эмбриональных стволовых клеток

,

Natl Cathol Bioeth Q

,

2005

, vol.

5

(стр.

145

151

),,,,,,,,.

Рождение партеногенетических мышей, которые могут развиваться до взрослого возраста

,

Nature

,

2004

, vol.

428

(стр.

860

864

),,.

Дифференциация ES клеток в структуры, подобные яичникам

,

Hum Reprod 20

,

2005

Suppl 1

(стр.

i5

i6

),.

Потенциал развития как критерий для понимания и определения эмбрионов

,

Conn Law Rev

,

2004

, vol.

36,1171–1176

,,,,.

Андрогенетические эмбриональные стволовые клетки мыши плюрипотентны и вызывают дефекты скелета у химер: последствия для генетического импринтинга

,

Cell

,

1990

, vol.

62

(стр.

251

260

),.

Получение плюрипотентных ES-клеток, полученных из ядерных переносов, из клонированных бластоцист с дефицитом Cdx2

,

Nature

,

2005

, vol.

439

(стр.

212

215

),,.

Измененный перенос ядра в исследованиях стволовых клеток — ошибочное предложение

,

New Engl J Med

,

2004

, vol.

351

(стр.

2791

2792

),.

Сотовый телефон: клонирование человека по Quintavalle

,

J Med Ethics

,

2004

, vol.

30

(стр.

524

526

),,,,,,,, и др.

Мутации в NALP7 вызывают повторяющиеся пузырно-заносные родинки и нарушение репродуктивной функции у людей

,

Nat Genet

,

2006

, vol.

38

(стр.

300

302

),,,,,,,,, и др.

Эмбриональные стволовые клетки, дифференцированные in vitro, дают начало мужским гаметам, которые могут давать потомство мышей

,

Dev Cell

,

2006

, vol.

11

(стр.

125

132

),.

Основные вопросы, возникшие в связи с измененной передачей ядер

,

Natl Cathol Bioeth Q

,

2005

, vol.

5

(стр.

17

22

),,,.

Организация цитоскелета в свежих, старых и спонтанно активированных человеческих ооцитах

,

Hum Reprod

,

1988

, vol.

3

(стр.

978

989

),,,,,,,,.

Получение бластоцисты человека после гетерологичного переноса ядра в донорские ооциты

,

Reprod Biomed Online

,

2005

, vol.

11

(стр.

226

231

),,,.

Настоящая химера-гермафродит, полученная в результате слияния эмбрионов после оплодотворения in vitro

,

New Engl J Med

,

1998

, vol.

338

(стр.

166

169

). ,.

Доказательства и последствия различий между материнским и отцовским геномами во время эмбриогенеза у мышей

,

Экспериментальные подходы к эмбриональному развитию млекопитающих

,

1986

Кембридж, Великобритания

Press Syndicate of the Cambridge University

(стр.

401

435

),,,.

Эмбриональные стволовые клетки могут образовывать зародышевые клетки in vitro

,

Proc Natl Acad Sci USA

,

2003

, vol.

100

(стр.

11457

11462

),,,,,,,,, и др.

Партеногенетические стволовые клетки нечеловеческих приматов

,

Proc Natl Acad Sci USA

,

2003

, vol.

100

Дополнение 1

(стр.

11911

11916

),,,,.

Жизнеспособное потомство, полученное из клеток плода и взрослых млекопитающих

,

Nature

,

1997

, vol.

385

(стр.

810

813

),,,,,,,,, и др.

Спорное материнство, ведущее к выявлению тетрагаметного химеризма

,

New Engl J Med

,

2002

, vol.

346

(стр.

1545

1552

),,,,,,.

Беременность в результате переноса ядер человека

,

Fertil Steril

,

2003

, vol.

80

Дополнение 3

стр.

S56

© Автор 2006. Опубликовано Oxford University Press от имени Европейского общества репродукции человека и эмбриологии.Все права защищены. Для получения разрешений обращайтесь по электронной почте: [email protected]

Онлайн-версия этой статьи была опубликована в рамках модели открытого доступа. Пользователи имеют право использовать, воспроизводить, распространять или отображать версию этой статьи в открытом доступе в некоммерческих целях при условии, что: первоначальное авторство правильно и полностью указано: журнал и Oxford University Press указаны как место первоначальной публикации с указанием правильных сведений о цитировании: если статья впоследствии воспроизводится или распространяется не полностью, а только частично или как производное слово, это должно быть четко указано.По вопросам коммерческого повторного использования обращайтесь по адресу [email protected]

исследователей воссоздают ключевую стадию человеческого эмбриона в лаборатории | Наука

Этот лабораторный клубок человеческих клеток имеет много общего с 5-дневными человеческими эмбрионами.

ЮГО-ЗАПАДНЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ ЦЕНТР УНИВЕРСИТЕТА ТЕХАСА

Митч Лесли

Человеческий эмбрион на стадии бластоцисты меньше кончика шариковой ручки и может содержать менее 100 клеток, но эта точка пути развития давно озадачивала и раздражала биологов и врачей. Например, на этой стадии происходит много выкидышей, и бластоциста также может расщепляться, давая близнецов. Теперь несколько исследовательских групп нашли способы имитировать бластоцисты, заставляя выращенные в лаборатории человеческие клетки формировать кластеры, очень похожие на настоящие.

Подвиг, описанный в двух статьях Nature на этой неделе и двух недавних препринтах, может позволить исследователям ответить на важные вопросы о фертильности человека, например, почему экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО) часто терпит неудачу. Более того, эрзац-бластоцисты «станут окнами в эту стадию развития человека», — говорит биолог по стволовым клеткам Арье Вармфлэш из Университета Райса, не имеющий отношения к работе. «Они позволят нам изучить это так, как мы не могли делать раньше».

Когда-то все мы были бластоцистами.Эта фаза, которая у человека начинается примерно через 5 дней после оплодотворения и длится всего пару дней, является водоразделом. «Бластоциста — это первая стадия, на которой у нас развиваются специализированные типы клеток», — говорит биолог развития Джанет Россант из Детской больницы и Университета Торонто. Этап также инициирует другое важное событие: имплантацию, при которой бластоциста прижимается к слизистой оболочке матки и начинает взаимодействовать с клетками матери, создавая плаценту.

Но ответить на такие вопросы, как какие гены контролируют развитие бластоцисты и почему имплантация так часто оказывается безуспешной, было затруднено. Единственным источником человеческих бластоцист являются донорские эмбрионы, изначально созданные для лечения ЭКО, которых мало и которые несут огромный этический багаж. В Соединенных Штатах, например, исследователи не могут использовать финансирование Национального института здоровья для изучения этих бластоцист. В поисках альтернативы несколько групп ученых заставили стволовые клетки мыши формировать скопления, похожие на бластоцисты, получившие название бластоидов, но они не полностью воспроизводят то, что происходит в человеческом эмбрионе.

Для создания человеческого бластоида клеточный биолог Цзюнь Ву из Юго-западного медицинского центра Техасского университета и его коллеги первоначально использовали эмбриональные стволовые (ЭС) клетки, которые можно выделить из человеческих бластоцист и дать начало всем типам клеток в нашем организме. Ранее исследователи обнаружили, что при определенных условиях культивирования клетки могут образовывать каждый из трех типов клеток бластоцисты. Ву и его команда пошли еще дальше и показали, что когда они стимулировали культивированные человеческие ES-клетки двумя молекулярными смесями, клетки собирались в мертвые кольца для бластоцист.

Поскольку ES-клетки происходят из бластоцист человека, они имеют много общих этических и практических ограничений. Но при правильном молекулярном воздействии исследователи могут преобразовывать зрелые клетки, такие как фибробласты кожи, в индуцированные плюрипотентные стволовые (iPS) клетки, которые обладают такими же способностями генерирования тканей, как ES-клетки, но не требуют разрушения эмбрионов. Подталкивание человеческих iPS-клеток с помощью тех же двух молекулярных смесей также приводит к образованию кластеров бластоцистоподобных клеток, сообщает команда Ву в Nature .

Связанное содержание

Вторая группа, опубликованная в Nature , во главе с биологом по стволовым клеткам Хосе Поло из Университета Монаша в Австралии, случайно столкнулась с другим рецептом создания человеческих бластоидов, изучая, как клетки кожи превращаются в клетки iPS. Группа заметила, что промежуточные клетки, которые не полностью преобразовались в iPS-клетки, могут порождать все три типа клеток бластоцисты. На стандартных планшетах для культивирования клетки не могли полностью раскрыть свой потенциал.Но в более просторных помещениях они сходились в сферы, очень похожие на бластоцисты. В препринтах, опубликованных на прошлой неделе, две независимые группы, возглавляемые биологами-разработчиками Магдаленой Зерницкой-Гетц из Калифорнийского технологического института и Ян Ю из Третьей больницы Пекинского университета, сообщили также о создании бластоцистоподобных кластеров из «расширенных» стволовых клеток человека.

Группы

Поло и Ву продемонстрировали, что их бластоиды воспроизводят многие характеристики бластоцист человека. Например, они содержали примерно одинаковое количество клеток и включали многие из одних и тех же генов.И, по крайней мере, в чашке для культивирования бластоиды воссоздают некоторые ранние этапы имплантации.

Создание кластеров было неэффективным, а те, которые сформировались, показали несколько ключевых отличий от бластоцист, полученных при ЭКО. «Мы многое не понимаем», — говорит Сьюзан Фишер из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, биолог по репродукции и развитию. Тем не менее, она подчеркивает: «В качестве первого шага это очень увлекательно, и можно многому научиться».

Хотя новые методы неэффективны, Поло отмечает, что они все еще могут производить бластоиды в больших количествах.Это может позволить исследователям использовать бластоиды для проверки того, нарушают ли определенные химические вещества эмбриональное развитие, отслеживать, как мутации приводят к врожденным дефектам, и улучшать ЭКО.

Бластоиды — это не эмбрионы, предупреждает Ву, а «совокупность клеток, которая проходит ранние стадии эмбриогенеза». Он добавляет, что человеческий бластоид не может развиться в плод. Широко признанное руководство по исследованиям, закрепленное в законе в некоторых странах, запрещает выращивание бластоцист более 14 дней — и все четыре группы соблюдали этот предел со своими бластоидами.Новые рекомендации Международного общества исследования стволовых клеток, которые должны быть опубликованы в мае, могут предоставить дополнительные рекомендации по работе с эмбриоподобными структурами, такими как бластоиды.

Но реакция публики на эти новые творения неопределенная, говорит Фишер. «Это тестовый пример того, как ученые и непрофессионалы относятся к совокупности клеток».

% PDF-1.4
%
2674 0 объект
>
эндобдж

xref
2674 212
0000000016 00000 н.
0000006129 00000 н.
0000006321 00000 п.
0000008290 00000 н.
0000008329 00000 н.
0000008444 00000 н.
0000008557 00000 н.
0000036082 00000 п.
0000062360 00000 п.
00000

00000 п.
00000

00000 п.
00000 00000 п.
00000

00000 п.
00000

00000 п.
00000

00000 п.
00000

00000 п.
00000

00000 п.
00000 00000 п.
00000 00000 п.
00000

00000 п.
00000

00000 п.
00000

00000 п.
00000

00000 п.
0000095609 00000 п.
0000095788 00000 п.
0000096210 00000 п.
0000096389 00000 п.
0000096811 00000 п.
0000096988 00000 п.
0000097410 00000 п.
0000097587 00000 п.
0000098009 00000 п.
0000098188 00000 п.
0000098610 00000 п.
0000098789 00000 п.
0000099211 00000 п.
0000099389 00000 н.
0000099811 00000 н.
0000099990 00000 н.
0000100412 00000 н.
0000100590 00000 н.
0000101012 00000 н.
0000101191 00000 н.
0000101613 00000 н.
0000101792 00000 н.
0000102214 00000 н.
0000102391 00000 н.
0000102813 00000 н.
0000102989 00000 н.
0000103411 00000 п.
0000103587 00000 н.
0000104009 00000 н.
0000104187 00000 п.
0000104609 00000 н.
0000104788 00000 н.
0000105210 00000 п.
0000105389 00000 п.
0000105811 00000 п.
0000105990 00000 н.
0000106412 00000 н.
0000106588 00000 н.
0000107010 00000 п.
0000107189 00000 п.
0000107611 00000 п.
0000107790 00000 н.
0000108212 00000 н.
0000108388 00000 п.
0000108810 00000 н.
0000108987 00000 н.
0000109409 00000 п.
0000109588 00000 н.
0000110010 00000 н.
0000110187 00000 н.
0000110609 00000 н.
0000110788 00000 н.
0000111210 00000 н.
0000111388 00000 н.
0000111810 00000 н.
0000111989 00000 н.
0000112411 00000 н.
0000112588 00000 н.
0000113010 00000 н.
0000113189 00000 н.
0000113611 00000 н.
0000113790 00000 н.
0000114212 00000 н.
0000114391 00000 н.
0000114813 00000 н.
0000114991 00000 н.
0000115413 00000 н.
0000115592 00000 н.
0000116014 00000 н.
0000116193 00000 н.
0000116615 00000 н.
0000116796 00000 н.
0000117218 00000 н.
0000117395 00000 н.
0000117817 00000 н.
0000117995 00000 н.
0000118417 00000 н.
0000118596 00000 н.
0000119018 00000 н.
0000119197 00000 н.
0000119619 00000 п.
0000119797 00000 н.
0000120219 00000 н.
0000120399 00000 н.
0000120821 00000 н.
0000121000 00000 н.
0000121422 00000 н.
0000121600 00000 н.
0000122022 00000 н.
0000122201 00000 н.
0000122623 00000 н.
0000122801 00000 н.
0000123223 00000 н.
0000123402 00000 н.
0000123824 00000 н.
0000124000 00000 н.
0000124422 00000 н.
0000124601 00000 н.
0000151849 00000 н.
0000152030 00000 н.
0000152452 00000 н.
0000152631 00000 н.
0000153053 00000 н.
0000153475 00000 н.
0000153654 00000 н.
0000154076 00000 н.
0000154256 00000 н.
0000154678 00000 н.
0000155100 00000 н.
0000155522 00000 н.
0000155701 00000 н.
0000156123 00000 н.
0000156304 00000 н.
0000156726 00000 н.
0000156905 00000 н.
0000157327 00000 н.
0000157504 00000 н.
0000157683 00000 н.
0000157864 00000 н.
0000158286 00000 н.
0000158467 00000 н.
0000158889 00000 н.
0000159068 00000 н.
0000159490 00000 н.
0000159668 00000 н.
0000160090 00000 н.
0000160271 00000 н.
0000160693 00000 п.
0000160872 00000 н.
0000161294 00000 н.
0000161475 00000 н.
0000161897 00000 н.
0000162073 00000 н.
0000162495 00000 н.
0000162676 00000 н.
0000163098 00000 н.
0000163279 00000 н.
0000163701 00000 н.
0000163882 00000 н.
0000164304 00000 н.
0000164483 00000 н.
0000164905 00000 н.
0000165086 00000 н.
0000165508 00000 н.
0000165687 00000 н.
0000166109 00000 н.
0000166290 00000 н.
0000166712 00000 н.
0000166893 00000 н.
0000167315 00000 н.
0000167496 00000 н.
0000167918 00000 п.
0000168099 00000 н.
0000168521 00000 н.
0000168702 00000 н.
0000185220 00000 н.
0000201793 00000 н.
0000202215 00000 н.
0000202396 00000 н.
0000202818 00000 н.
0000202999 00000 н.
0000203421 00000 н.
0000203599 00000 н.
0000204021 00000 н.
0000204202 00000 н.
0000204624 00000 н.
0000204805 00000 н.
0000221510 00000 н.
0000232055 00000 н.
0000273858 00000 н.
00002

00000 н.
00002

00000 н.
0000299753 00000 н.
0000302404 00000 н.
0000306406 00000 н.
0000308408 00000 п.
0000310410 00000 п.
0000310775 00000 н.
0000311145 00000 н.
0000311515 00000 н.
0000314497 00000 н.
0000317479 00000 н.
0000320173 00000 н.
0000328297 00000 н.
0000336421 00000 н.
0000344545 00000 н.
0000352669 00000 н.
0000005908 00000 н.
0000004634 00000 н.
трейлер
] / Назад 1512464 / XRefStm 5908 >>
startxref
0
%% EOF

2885 0 объект
> поток
hV} Pe ޅ => c5Dp.LJCBL * -˰08 (Pkhf8ET @ EȮOk ۽ uy ~ ϳϾ {

) Ученые создают первую полную модель человеческого эмбриона в чашке Петри | Наука | Подробный отчет о науке и технологиях | DW

Ученые из США и Австралии создали первые модели человеческого эмбриона в чашках Петри, согласно отчету британского научного журнала Nature.

Отчет основан на результатах двух исследований, которые показывают, что человеческие эмбриональные стволовые клетки или клетки, перепрограммированные из взрослых тканей, могут быть индуцированы к самоорганизации в чашке Петри, образуя структуры, напоминающие ранние человеческие эмбрионы.

На ранних стадиях развития человеческие эмбрионы образуют структуру, называемую бластоцистой. Исследователи создали человеческие бластоцистоподобные структуры или «бластоиды» из клеток в чашке Петри.

Это первая интегрированная модель человеческого эмбриона, которая содержит типы клеток, которые относятся ко всем основополагающим клеточным линиям плода и его поддерживающим тканям, говорится в отчете.

Человеческие бластоиды могут быть доступной, масштабируемой альтернативой бластоцистам, которая может помочь улучшить вспомогательные репродуктивные технологии, понимание раннего развития и предотвратить потерю беременности и врожденные дефекты, говорится в исследованиях.

Препятствия на пути исследования эмбрионов

Изучение раннего развития человеческого эмбриона может быть затруднено из-за ограниченного числа доступных, а также этических и юридических ограничений.

Международный консенсус и национальный закон о культивировании человеческих эмбрионов гласит, что эмбрионы, полученные с помощью ЭКО, можно культивировать в течение 14 дней после оплодотворения и / или образования примитивной полоски, в зависимости от того, что наступит раньше, говорится в австралийском исследовании.

«Применимость« правила 14 дней »к моделям раннего развития in vitro, не полученным путем оплодотворения, неясна», — пишут авторы.Это заставило команду проявлять осторожность и культивировать бластоиды только в течение пяти дней.

Томас Звака, профессор кафедры стволовых клеток и биологии развития Медицинской школы Икана в Нью-Йорке, сказал, что наличие альтернативной модели снизит давление на исследователей, заставляющих их использовать в исследованиях настоящие человеческие эмбрионы. «На этой стадии раннего развития человека, лежащей в основе почти всех процессов, органов и, к сожалению, болезней, остается много нерешенных загадок», — сказал Цвака сайту Science Media Center в Германии.«Вот почему существует острая необходимость в таком методе, как бластоиды, который открывает эту дверь немного шире, даже если он не идеален».

Как формируется эмбрион

У человека через несколько дней после оплодотворения яйцеклетка образует структуру, называемую бластоцистой. Эта структура имеет внешний клеточный слой, называемый трофэктодермой, который окружает область, в которой находится внутренняя клеточная масса (ICM). По мере развития бластоцисты ICM разделяется на две группы клеток — эпибласт и гипобласт.

Затем бластоциста имплантируется в ткань матки, где в конечном итоге произойдет гаструляция — это когда клетки эпибласта прокладывают путь для развития клеток, которые сформируют весь плод.Трофэктодерма формирует большую часть плаценты, а гипобласт помогает формировать желточный мешок, который необходим для раннего кровоснабжения плода.

Важный шаг для науки

Ученые из США и Австралии обнаружили, что человеческие бластоиды появляются через 6–8 дней культивирования с эффективностью образования почти до 20%.

Бластоиды имели такой же размер и форму, что и природные бластоцисты, а также такое же общее количество клеток. Они также содержали полость и кластер типа ICM.

Затем исследователи изучили, как развиваются бластоиды при имитации имплантации в матку в чашках для культивирования, говорится в отчете. Как и в случае с бластоцистами, когда они выращивались в течение четырех-пяти дней, некоторые из них прикреплялись к чашке для культивирования, а некоторые из них проявляли признаки, напоминающие проамниотическую полость и клетки плаценты.

Ранее в моделях раннего развития человека использовались человеческие стволовые клетки, которые, согласно отчету, были похожи на постимплантационные прегаструляционные клетки.Но хотя они могли повторять некоторые состояния постимплантационного развития человека, иногда у них не было клонов, связанных с трофэктодермой, гипобластом или и тем, и другим, которые необходимы для развития ребенка.

Николас Реврон, руководитель группы Института молекулярной биотехнологии в Вене, сказал, что очень важно, чтобы бластоиды могли формировать первые три типа клеток эмбриона: эпибласт, трофобласты и гипобласт.

«Есть свидетельства того, что есть некоторые клетки, которые напоминают эти три типа клеток, но есть также много различий, как и другие типы клеток», — сказал Риврон сайту Science Media Center Germany.

Бластоиды не являются бластоцистами

Исследования имеют ограничения. Развитие бластоидов неэффективно и варьируется в зависимости от клеточных линий, полученных от разных доноров. Бластоиды также содержат неидентифицированные популяции клеток, которых нет в природных бластоцистах человека.

Развитие бластоидов также ограничено на стадиях после имплантации, и необходимы условия культивирования и экспериментов для улучшения постимплантационного культивирования человеческих бластоидов in vitro до эквивалента 14 дней in vivo, говорится в отчете.

  • Нобелевская премия по медицине: достижения в области исцеления

    1902: виноват москит

    Британский исследователь Рональд Росс обнаружил, что москиты являются переносчиками тропической болезни малярии. Он показал, что комар Anopheles является переносчиком одноклеточных паразитов, вызывающих малярию. Сегодня 200 миллионов человек в год все еще заражаются малярией, и около полумиллиона из них умирают от нее. Но благодаря открытиям Росса исследователи смогли разработать методы лечения болезни.

  • Нобелевская премия по медицине: достижения в области лечения и лечения

    1905: бактерии вызывают туберкулез

    Роберт Кох открыл возбудитель туберкулеза, бактерию микобактерии туберкулеза. Туберкулез по-прежнему является широко распространенным инфекционным заболеванием. Лечение возможно, но продолжительное, хотя сегодня есть антибиотики. Также существует вакцина, защищающая детей, но не взрослых.

  • Нобелевская премия по медицине: достижения в области исцеления

    1912: смена органов и их сшивание

    Французский хирург Алексис Каррель преуспел в трансплантации кровеносных сосудов и целых органов.Он разработал технику наложения швов, с помощью которой он мог сшить разорванные кровеносные сосуды вместе. Он также открыл, как хранить органы вне человеческого тела. Сегодня врачи ежегодно пересаживают около 100 000 органов.

  • Нобелевская премия по медицине: достижения в лечении и лечении

    1924: наблюдение за сердцебиением

    Голландский врач Виллем Эйнтховен разработал электрокардиограмму (ЭКГ) до такой степени, что ее можно использовать в больницах и кабинетах врачей.ЭКГ регистрирует электрическую активность сердца. Предоставляемые данные помогают врачам распознать нарушение сердечного ритма и другие сердечные заболевания. Это широко распространенный метод в современной медицине.

  • Нобелевская премия по медицине: достижения в области исцеления

    1930: четыре типа крови

    Австрийский врач Карл Ландштейнер обнаружил, что смешивание крови двух разных людей часто — но не всегда — приводит к свертыванию крови. Вскоре он нашел причину этого явления: разные группы крови A, B и O (которые он назвал C).Позже его коллеги также обнаружили группу крови AB. Благодаря этим открытиям стало возможным безопасное переливание крови.

  • Нобелевская премия в области медицины: достижения в области лечения и лечения

    1939, 1945 и 1952 годы: препараты для уничтожения бактерий

    Три Нобелевские премии были присуждены первооткрывателям и разработчикам антибиотиков, в том числе Александру Флемингу (1945), открывшему пенициллин. Сегодня антибиотики по-прежнему являются одними из наиболее часто используемых лекарств и часто спасают жизни.Однако необходимо постоянно разрабатывать новые виды антибиотиков, поскольку бактерии становятся устойчивыми к лекарствам.

  • Нобелевская премия по медицине: достижения в области лечения и лечения

    1948: Нападение на комаров

    Химическое соединение ДДТ убивает насекомых, но практически не влияет на млекопитающих, как выяснил швейцарский химик Пауль Герман Мюллер. После этого открытия ДДТ стал одним из наиболее часто используемых инсектицидов во всем мире. Но потом выяснилось, что ДДТ наносит вред окружающей среде, особенно птицам, и теперь его использование осуждается.Но он до сих пор используется в местах, где комары, как известно, переносят малярию.

  • Нобелевская премия по медицине: достижения в области лечения и лечения

    1956: Прямо к сердцу

    Немецкий врач Вернер Форссманн вместе с двумя коллегами получил Нобелевскую премию за разработку катетеризации сердца. Форссманн впервые провел процедуру на себе. Для этого нужно вставить трубку в артерию руки, согнуть локоть или пах и подтолкнуть ее к сердцу.

  • Нобелевская премия по медицине: достижения в области исцеления

    1979 и 2003 годы: взгляд в человеческое тело

    Когда вы хотели увидеть внутреннюю часть человеческого тела, раньше был только один путь: рентгеновские лучи . Но теперь у врачей есть более совершенные методы. Один из них — компьютерная томография (КТ), которая также использует рентгеновские лучи, но делает подробные снимки «слоев» тела, как если бы оно было разрезано на срезы. За этим открытием последовала магнитно-резонансная томография (МРТ), которая работает с безвредными магнитными полями.

  • Нобелевская премия по медицине: достижения в области лечения и лечения

    2008: рак, вызванный вирусом

    Благодаря Харальду цур Хаузену из Немецкого центра исследований рака мы знаем, что вирус папилломы человека может вызывать рак шейки матки. Эти знания помогли разработать вакцины против вируса. Девочки и женщины теперь могут быть вакцинированы против вирусного рака шейки матки.

  • Нобелевская премия по медицине: достижения в области лечения и лечения

    2010: Младенцы из пробирки

    Роберт Эдвардс разработал метод искусственного оплодотворения.Первый ребенок, рожденный таким образом, родился в Англии в 1978 году. Достижения улучшили эффективность этого метода. Во всем мире родилось несколько миллионов детей in vitro.

  • Нобелевская премия по медицине: достижения в области исцеления

    2018: использование иммунной системы для борьбы с раком

    У всех нас есть естественная защита от опухолей. Нам нужно только освободить естественные тормоза иммунной системы. Джеймс П. Эллисон и Тасуку Хондзё заложили основу для лечения рака, при котором опухоли, которые уже образовали метастазы, отступают.По окончании терапии многие пациенты остались здоровыми — огромный прорыв.

  • Нобелевская премия по медицине: достижения в области исцеления

    2019: понимание того, как клетки адаптируются к кислороду

    Уильям Кэлин, Питер Рэтклифф и Грегг Семенца обнаружили, как клетки воспринимают доступность кислорода и адаптируются к ней. Когда уровень кислорода изменяется, клетки претерпевают сдвиги в экспрессии генов. Ответы включают метаболизм клеток, ремоделирование тканей и частоту сердечных сокращений.Он играет важную роль на больших высотах и ​​имеет медицинские последствия от физических упражнений до беременности, высотной болезни и заживления ран.

    Автор: Бриджит Остерат

Новые методы культивирования позволяют отслеживать критический этап развития эмбриона

Исследователи внимательно изучили паттерны экспрессии генов по мере того, как эмбрионы устанавливают свой план тела, стремясь точно определить критические стадии развития. Изображение предоставлено: Science Source / Claude Cortier

Вторая неделя беременности имеет решающее значение для развития человека, поскольку растущий эмбрион должен имплантироваться в утробу матери, чтобы выжить.Многие ранние беременности терпят неудачу на этом этапе, но трудно точно определить, почему. Из-за отсутствия необходимых инструментов исследователи не могли следить за этим этапом разработки в лаборатории.

Недавнее исследование проанализировало некоторые из этих ключевых молекулярных событий в культивируемых человеческих эмбрионах между 7 и 11 днями. Среди результатов: генетические триггеры сигнализируют эмбриону о начале формирования оси тела от головы до хвоста, как выяснили исследователи. Это «нарушение симметрии» является ключевым, потому что оно заставляет один конец эмбриона превратиться в голову, а другой — в хвост.”

«Здесь мы смотрим на паттерн экспрессии генов по мере того, как эмбрионы устанавливают свой план тела», — говорит Магдалена Зерницка-Гетц, эмбриолог из Калифорнийского технологического института и Кембриджского университета, Великобритания, которая руководила исследованием. «Мы уже много лет пытаемся определить основные критические фазы жизни и шаги на стадиях развития».

В исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications , отслеживалось развитие 16 человеческих эмбрионов, оставшихся после лечения ЭКО.Исследователи могли работать с эмбрионами после 7-дневного периода, когда обычно требуется имплантация, благодаря методике культивирования, разработанной командой Зерницка-Гетц, которая использует среду, содержащую гормоны, такие как прогестерон.

В статье выделены три этапа развития. Первый — это то, как эмбриональные клетки теряют свою плюрипотентность: переход от неограниченного состояния, в котором они могут развиваться в любую ткань, к определенному пути, который определяет, как они будут развиваться.Во-вторых, это роль семейства сигнальных молекул клетки, называемого фактором роста фибробластов (FGF), который, как известно из предыдущих экспериментов, играет важную роль в развитии эмбриона у мышей. Третий — это различия в экспрессии генов в человеческом эмбрионе, которые могут сигнализировать о начале нарушения симметрии и установлении основной оси тела. «Работа с человеческими эмбрионами очень важна, — говорит Зерницка-Гетц. «И поэтому очень сложно собрать много этих эмбрионов для такого детального изучения.”

Исследование паттернов экспрессии генов в эмбрионах позволило выявить отдельные кластеры клеток. Наряду с группой, известной как эпибласт, которая является предшественником самого плода, были группы, которые обычно продолжали развиваться в желточный мешок и плаценту, называемые гипобластом и трофобластом соответственно. Исследование обнаружило значимое взаимодействие между этими кластерами внутри развивающихся эмбрионов, подобное тому, которое наблюдалось ранее у мышей. Результаты показывают, что клетки внутри человеческого гипобласта секретируют сигнальные молекулы, которые побуждают ближайшие клетки эпибласта нарушить симметрию и начать развиваться в голову.

Исследование также предлагает некоторое понимание того, почему некоторые эмбрионы не могут имплантироваться, что часто является особой проблемой при использовании методов вспомогательного зачатия, таких как экстракорпоральное оплодотворение. «В статье мы показываем, что при недостаточной передаче сигналов FGF эти эмбрионы являются теми, которые развиваются неправильно», — говорит Зерницка-Гетц. «Мы не можем идти на компромисс во время беременности».

Санна Вуористо, эмбриолог из Университета Хельсинки, Финляндия, которая помогла разработать методику культивирования эмбрионов на постимплантационной стадии, говорит, что полученные результаты представляют собой значительный технологический прогресс.«Исследования человеческого эмбриона сделали огромный шаг вперед», — говорит она, отмечая важные достижения, о которых сообщают исследователи из Китая в отдельном исследовании. Опубликованное в конце 2019 года исследование подробно описывает успешное культивирование человеческих эмбрионов в течение 14 дней — максимального времени, разрешенного действующими международными стандартами.

В недавней статье «подчеркивается важность исследований человеческого эмбриона», поскольку в ней подчеркивается, «что между мышами и людьми существуют различия», — говорит Вуористо, указывая, например, на разные молекулярные маркеры.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.