Воссоздание эмбрионального развития «в чашке» для изучения препаратов, вызывающих врожденные дефекты
Впервые исследователям из Сингапура удалось воссоздать in vitro два ключевых процесса, необходимых для формирования плода. Команда не только контролировала дифференцировку стволовых клеток в другие типы клеток, но и продемонстрировала успешную миграцию этих трансформированных клеток.
Этот прорыв, совершенный учеными из Института биоинженерии и нанотехнологий (IBN) Агентства по науке, технологиям и исследованиям (A*STAR), позволяет создать лучшую модель развития эмбриона для тестирования препаратов, вызывающих врожденные дефекты.
Проблема и цель
- Тератогены (например, талидомид) — соединения, вызывающие пороки развития эмбрионов.
- Текущие методы оценки риска тератогенов (тестирование на животных) — дорогие, медленные и ненадежные из-за межвидовых различий.
- Альтернатива — тесты на человеческих плюрипотентных стволовых клетках (hPSCs).
- Для точной картины воздействия тератогенов модель должна учитывать не только дифференцировку клеток, но и их миграцию — ключевой процесс правильного формирования органов.
Суть разработки
Исследователи IBN создали модель, в которой:
- Микропаттернированные колонии hPSC (с заданной геометрией) дифференцируются в мезоэнтодермальные клетки.
- Последующая миграция этих клеток ограничена, что приводит к формированию стабильного кругового (кольцевого) паттерна.
- Воздействие тератогенов изменяет форму и положение этого слоя клеток, что служит наглядным индикатором.
Ключевые преимущества модели
- Высокая воспроизводимость: Консистентное формирование кругового слоя мезоэнтодермы обеспечивает надежную стартовую точку для измерений.
- Количественная оценка: Разработаны алгоритмы обработки изображений и статистики для классификации тератогенного потенциала соединений.
- Эффективность: Модель успешно отличает тератогены (талидомид) от нетератогенных соединений (пенициллин G) и фиксирует зависимые от дозы эффекты.
Перспективы
Технология предназначена для скрининга препаратов и понимания механизмов нарушения эмбрионального развития. Команда IBN ищет клинических и промышленных партнеров для дальнейшей разработки и валидации метода.