В ходе исследования, опубликованного в журнале Nature, ученые из Института Фрэнсиса Крика впервые создали модель стволовых клеток человека, содержащую хорду — важнейшую ткань, играющую ключевую роль в формировании позвоночника и нервной системы во время эмбрионального развития.
Хорда — это стержнеобразная ткань, присутствующая у всех позвоночных животных и обеспечивающая правильное формирование тела на ранних этапах развития. В предыдущих исследованиях эта ткань отсутствовала в лабораторных моделях человеческого туловища.
Для создания хорды ученые провели анализ куриных эмбрионов и сравнили полученные данные с информацией о развитии эмбрионов мышей и обезьян. Это позволило установить последовательность молекулярных сигналов, необходимых для формирования хорды.
Используя эти знания, исследователи смогли убедить стволовые клетки человека сформировать миниатюрную структуру, напоминающую хорду. Спонтанно удлинившись до 1-2 миллиметров, эта структура содержала развивающуюся нервную ткань и костные стволовые клетки, организованные в соответствии с развитием человеческого эмбриона.
Тьяго Рито, первый автор исследования, отметил: «Найти точные химические сигналы для образования хорды было похоже на поиск правильного рецепта. Предыдущие попытки вырастить хорду в лаборатории, возможно, не увенчались успехом, потому что мы не понимали, когда необходимо добавлять ингредиенты».
Научный сотрудник Джеймс Бриско, руководитель группы Лаборатории динамики развития и старший автор исследования, подчеркнул: «Хорда действует как GPS для развивающегося эмбриона, помогая установить главную ось тела и направляя формирование позвоночника и нервной системы. До сих пор было трудно создать эту жизненно важную ткань в лаборатории, что ограничивало наши возможности изучать развитие человека и его расстройства. Теперь, когда мы создали работающую модель, это открывает двери для изучения условий развития, о которых мы ничего не знали».
Исследование открывает новые перспективы в изучении врожденных дефектов позвоночника и состояний, влияющих на межпозвоночные диски, такие как дегенерация, вызывающая боли в спине с возрастом.
Эти результаты могут стать важным шагом вперед в понимании процессов формирования человеческого тела и разработке новых методов лечения заболеваний, связанных с развитием позвоночника и нервной системы.
Литература.
“Timely TGFβ signalling inhibition induces notochord” by Tiago Rito et al. Nature
