ПЕКИН – След години на целенасочени изследвания, екип от китайски учени разкри критични механизми, управляващи ранното развитие на човешкия ембрион, предлагайки нови теории и потенциални терапевтични стратегии за превенция на вродени дефекти и други разстройства, свързани с развитието.
За тези новаторски открития екипът беше удостоен от Китайската академия на науките (CAS) в сряда с наградата за изключителни научни и технологични постижения за 2025 г.
Човешкото ембрионално развитие е сложен процес, който трансформира една единствена оплодена клетка в напълно оформен индивид. Плацентата служи като подхранваща „почва“, която защитава и поддържа развиващия се ембрион. Въпреки това, принципите, управляващи ранното човешко ембрионално развитие, остават до голяма степен неясни, докато процесът, чрез който човешката плацента поддържа ембрионалното развитие, също не е бил добре разбран преди това.
Изследователски екип от Института по зоология (IOZ) на CAS систематично дешифрира моделите на развитие на нормални човешки ембриони чрез 27 години проучвания. Надграждайки тази основа, екипът точно симулира процеса на ембрионално развитие in vitro, установявайки модели на заболяване и платформи за скрининг на лекарства за вродени дефекти или повтаряща се неуспешна бременност.
Wang Hongmei, заместник-директор на IOZ, обясни, че през дните от 14 до 28 от човешкото ембрионално развитие, ембрионът претърпява гаструлация. Това е ключово събитие в развитието, което оформя най-ранните стъпки от формирането на органи. Този критичен етап също е източник на много нарушения в развитието. Въпреки това, поради изключителната трудност при получаването на естествени човешки ембриони и етичното ограничение за in vitro култура, липсват експериментални модели, оставяйки знанието за тази фаза на човешкото ембрионално развитие дълго време забулено в „черна кутия“.
Приматите споделят забележителна генетична консервация с хората, наред с близки прилики в анатомията и физиологията, особено в структурата и функцията на репродуктивната и нервната система. Използвайки макака cynomolgus като модел, екипът успешно получи маймунски ембриони, обхващащи от ранните до късните етапи на този период на „черна кутия“, позволявайки задълбочено изследване на критичните събития в развитието на всеки етап.
Възползвайки се от прозрения от ранното ембрионално развитие на маймуни, екипът допълнително преодолее техническите бариери, за да придобие ценни човешки ембриони от етапа на „черната кутия“. Използвайки пространствена транскриптомия и системи за изкуствен интелект, те уловиха характеристиките на развитието на човешките ембриони, като за първи път постигнаха прецизно пространствено-времево картографиране на гени, експресирани в отделни клетки в ранните човешки ембриони. Това доведе до създаването на триизмерен цифров модел на ранното човешко ембрионално развитие.
Освен това екипът изследва плацентите на мишка, макак и човек като сравнителни системи, използвайки технологии за проследяване на родословието и множество технологии на клетъчна и молекулярна биология, за да изясни ключови събития и механизми в целия процес на развитие на плацентата и как плацентата се координира с множество майчини органи, за да подпомогне развитието на ембриона.
Поради недостига на проби и етични ограничения, широкомащабни изследвания, свързани с болести върху естествени човешки ембриони, дълго време остават неосъществими. Ето защо екипът конструира in vitro система за симулация на човешкото ембрионално развитие, използвайки ембриони на примати и модели на ембриони, базирани на стволови клетки.
Уанг отбеляза, че повтарящата се неуспешна имплантация (RIF) засяга приблизително 15 процента от двойките, подложени на асистирана репродуктивна терапия. Патогенезата му е сложна и ефективните лечения остават неуловими.
Екипът успешно симулира процеса на имплантиране на човешки ембрион in vitro, възпроизвеждайки фенотипа на неуспешна имплантация, наблюдаван при пациенти с RIF. Използвайки този модел за скрининг на лекарства, те идентифицираха набор от кандидат-лекарства, които значително подобряват ефективността на прикрепване на ембриона при различни пациенти с RIF, като по този начин предлагат нов подход за персонализиран скрининг на лекарства и интервенция за пациенти с RIF в бъдеще.
Нашия източник е Българо-Китайска Търговско-промишлена палaта
