Сейчас учёные уже умеют создавать в лаборатории эмбрионоподобные структуры из стволовых клеток животных и человека, а недавно исследователи представили самые совершенные модели человеческих эмбрионов, которые напоминают естественные эмбрионы до 14 дней после оплодотворения.
Однако это исследование подняло юридические и этические вопросы о том, что такое эмбрион и как следует использовать лабораторные модели. Поэтому некоторые учёные утверждают, что юридическое определение эмбриона должно быть изменено.
В США поправка 1996 года, запрещающая федеральное финансирование экспериментов с человеческими эмбрионами, определяет человеческий эмбрион как организм, полученный путём оплодотворения, клонирования, партеногенеза (когда неоплодотворённая яйцеклетка развивается в эмбрион) или любым другим способом от одного или нескольких человеческих половых клеток или «диплоидных» клеток, которые содержат полный набор хромосом. Это определение исключает существующие «модели эмбрионов», полученные из стволовых клеток.
Но в статье, опубликованной 17 августа в журнале Cell, исследователи утверждают, что эмбрионы следует определять на основе того, могут ли они стать живым организмом, а не на том, как они были созданы. Они предлагают определить человеческий эмбрион как «группу человеческих клеток, поддерживаемых элементами, выполняющими экстраэмбриональные и маточные функции, которые в совокупности обладают потенциалом для формирования плода». («Экстраэмбриональный» относится к таким тканям, как плацента и желточный мешок.)
Модели эмбрионов, которые могут развиться в зародыши, непременно попадут в эту категорию и получат такую же защиту, как и настоящие эмбрионы. Авторы статьи также хотят определить потенциальные моменты, или «переломные моменты», когда модель эмбриона по закону станет полноценным эмбрионом.
Выяснить это юридическое определение важно, потому что технология, позволяющая продвигать эти самоорганизующиеся структуры дальше в развитие, вплоть до стадии, когда эмбрион становится плодом, и далее, может появиться уже в ближайшем десятилетии, говорят учёные. И без определения этих юридических «переломных моментов» некоторые учёные вполне могут потенциально свободно доводить эти модели до стадии вынашивания или даже пытаться создавать на их основе живого человека.
Что такое модели эмбрионов и зачем их создают?
Модели эмбрионов обычно изготавливаются из генетически модифицированных или химически обработанных стволовых клеток, которые являются либо эмбриональными, либо получены из клеток взрослого человека. В тщательно контролируемых условиях учёные могут «убедить» эти стволовые клетки самоорганизоваться в сгустки ткани, напоминающие различные стадии раннего эмбрионального развития, рассказал Роджер Стерми (Roger Sturmey), профессор репродуктивной медицины в Медицинской школе Халл-Йорк в Великобритании, который не принимал участия в работе, опубликованной в Cell.
Модели, называемые бластоидами, могут воссоздать одну из самых ранних стадий развития эмбриона — полый шарик клеток, называемый бластоцистой, — примерно через 5 дней после оплодотворения. Более сложные модели, называемые гаструлоидами, моделируют гаструляцию, когда эмбрион из одного слоя клеток превращается в трехмерную структуру примерно через 2 недели после оплодотворения.
Теоретически гаструлоиды можно выращивать в лаборатории более 14 дней. Но, как правило, этого не делают из-за «правила 14 дней», установленного законом или правилами проведения исследований в различных странах. Некоторые исследователи, включая влиятельную научную группу, призвали ослабить это правило, чтобы позволить выращивать эмбрионы и модели эмбрионов дольше.
Эти модели могли бы дать детальный обзор первых 30 дней эмбрионального развития, что позволило бы учёным повысить эффективность методов лечения бесплодия, таких как экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО), и выявить причины ранних выкидышей, сказал Николас Риврон (Nicolas Rivron), ведущий автор статьи в Cell и главный исследователь Института молекулярной биотехнологии в Вене, в интервью Live Science. Они также могли бы показать, как развитие в утробе матери влияет на здоровье во взрослом возрасте — например, как это может повлиять на риск развития сердечно-сосудистых заболеваний или диабета, добавил он.
Подобные исследования было бы технически сложно и неэтично проводить на беременной женщине, что делает модели эмбрионов особенно привлекательными для исследователей, изучающих раннее развитие.
Зачем менять определение сейчас?
Ранние определения эмбрионов всегда включали яйцеклетки и сперму. Эти ингредиенты дают начало группе клеток, которые самоорганизуются и могут образовывать потомство.
Но по мере того, как эмбрионоподобные структуры становятся всё более похожими на настоящие эмбрионы, учёные понимают, что, возможно, через 10 лет такие модели теоретически смогут содержать все элементы, необходимые для рождения живых организмов, для которых не требуются яйцеклетки или сперма, сказал Риврон.
«Теперь возникает вопрос, следует ли нам корректировать определение на основе потенциальных достижений в ближайшем или следующих десятилетиях», — сказал Риврон в интервью Live Science.
Поскольку у нас нет чёткого понимания того, когда модель эмбриона фактически становится эмбрионом, сказал Риврон, он и его коллеги хотят определить «переломные моменты», когда эту границу можно считать пересечённой. Одним из тестов будет оценка, можно ли развить плод из модели эмбриона в лаборатории. Другой тест будет проверять, могут ли аналогичные модели эмбрионов животных развиваться в живых животных при имплантации хозяевам. Эти тесты, разумеется, будут подвергаться этическому регулированию со стороны компетентных органов, утверждают авторы.
Как изменения могут повлиять на медицинские исследования?
«Эти модели эмбрионов представляют собой прекрасную научную и этическую возможность», — сказал Риврон.
Всё потому, что их легче производить и изучать, чем эмбрионы, внедрённые в матку.
«Но мы должны убедиться, что все это делается в надлежащих рамках, которые соответствуют общественным ценностям, — подчеркнул Риврон. — Мы считаем, что пока эмбрион способен сформировать живой организм, его обязательно следует считать эмбрионом, независимо от того, как он был создан», — сказал он.
В своей статье авторы утверждают, что разработка моделей человеческого эмбриона в лаборатории должна происходить постепенно и переходить на более поздние стадии развития можно только в том случае, если пройдены первоначальные проверки качества. Они надеются, что это поможет ограничить неэтичные исследования и предоставит пространство для размышлений о потенциальных выгодах, которые эти модели могут принести обществу.
«По мере того, как мы углубляем наше понимание, как и в любой области, которая бросает вызов тому, что было раньше, мы должны размышлять над тем, что мы знаем, на основе информации, которая у нас есть в настоящее время, — сказал Стерми. — Пришло время начать этот диалог.»
