Опубликованы первые изображения, раскрывающие загадочный процесс имплантации человеческого эмбриона.

«Мы знаем об эмбриональном развитии мух, рыб и кур больше, чем о развитии человека», — говорит Самуэль Охоснегрос, исследователь из Института биоинженерии Каталонии (IBEC). И он прав: в течение первых нескольких недель человеческий эмбрион развивается, скрытно внутри матки, куда не могут проникнуть глаза учёных. Что происходит в этот промежуток времени между имплантацией и первым УЗИ, остаётся загадкой.

Однако ситуация начинает меняться. Группе учёных из IBEC, включая Охоснегроса, впервые удалось записать имплантацию человеческих эмбрионов в режиме реального времени. Для этого они использовали новую лабораторную систему, имитирующую внешние слои матки и позволяющую воссоздать сценарий имплантации, как если бы это происходило внутри тела женщины, только с использованием донорских яйцеклеток. Изображения были опубликованы в эту пятницу в журнале Science Advances .

Это достижение проливает свет на первые дни после имплантации, которые называют настоящим «чёрным ящиком» развития человека. Это один из важнейших моментов в жизни человека, когда крошечный комочек клеток превращается в первый набросок личности, которая будет уникальной и неповторимой.

«Лишь треть оплодотворённых эмбрионов заканчивается рождением живого ребёнка», — объясняет Охоснегрос, главный исследователь группы «Биоинженерия для репродуктивного здоровья» в IBEC. Тридцать процентов теряются до имплантации, а ещё 30% — вскоре после неё. «Мы не знаем, почему это так сложно, ведь имплантация происходит внутри матери и не поддаётся изучению. Идея нашей работы заключалась в создании своего рода искусственной матки, чтобы эмбрион мог имплантироваться вне организма человека и, таким образом, иметь возможность его исследовать», — добавляет он.

Недавно опубликованные видео и фотографии выявили ранее неизвестные подробности. «Мы наблюдали, как человеческие эмбрионы внедряются в стенки матки, прилагая при этом значительные усилия», — отмечает Охоснегрос. Пятидневный, микроскопический по размеру эмбрион прикрепляется к поверхности матки и проделывает отверстие, чтобы проникнуть в неё, достигая кровеносных сосудов и начиная питаться. Для этого эмбрион сжимается и обнажает на своей поверхности клетки, специализирующиеся на прикреплении к тканям матки и их натяжении . Всё это уже было подробно изучено, но удивительным на изображениях было то, какое усилие этот крошечный комочек клеток способен оказывать, будучи всего лишь мешочком с генетической информацией.

«Мы сравнили человеческие эмбрионы с мышиными эмбрионами, и человеческий эмбрион гораздо более инвазивный, на удивление инвазивный: он полностью зарывается и прикладывает большую силу, чтобы прорвать волокнистый, богатый коллагеном матрикс», - объясняет Охоснегрос. Человеческие эмбрионы используют белки и молекулярные машины, чтобы сокращаться и генерировать эту прокалывающую силу, а также высвобождают ферменты, которые разрушают окружающие ткани. Материалы, через которые должен пройти крошечный эмбрион, - это те же самые материалы, которые используются для создания сухожилий и хрящей, так что задача не из легких. Это заставило исследователей предположить причину, по которой некоторые женщины испытывают небольшую боль или кровотечение в начале беременности : потому что эмбрион слегка разрывает матку, чтобы успешно имплантироваться туда.

У мышей всё иначе: более бережно, если можно так выразиться. Когда эмбрион мыши соприкасается с маткой, он прилагает усилия, чтобы прикрепиться к её поверхности. Но затем, в отличие от человека, матка адаптируется, складываясь вокруг него, так что эмбрион оказывается заключённым в своего рода маточную крипту, что значительно облегчает дальнейший процесс.

Технические и этические барьеры

Исследования в области оплодотворения человека весьма сложны по многим причинам, и одна из них связана с этическими ограничениями. В Испании закон о вспомогательных репродуктивных технологиях позволяет проводить исследования эмбрионов in vitro в течение 14 дней после оплодотворения, после чего наступает критический этап развития, так называемый «черный ящик». После этого эмбрионы подлежат уничтожению.

Охоснегрос объясняет, что, несмотря на свои ограничения, испанские правила являются довольно «прогрессивными», поскольку они позволяют, например, парам жертвовать эмбрионы для исследований, что позволяет проводить эксперименты, подобные тому, о котором только что рассказали этот исследователь и его команда.

Это открывает путь к повышению эффективности вспомогательных репродуктивных технологий — метода лечения, к которому прибегают 40% пар, не имеющих возможности зачать ребёнка естественным путём. Учёный подводит итог: «Мы очень рады, что специалисты в этой области возьмут на вооружение созданную нами систему для изучения имплантации и смогут ответить на собственные вопросы о человеческой фертильности».