Китайски учени от Института по зоология към Китайската академия на науките съобщиха за създаването на първия лабораторен модел на човешки зародишен диск, който не просто имитира ранното развитие, а формира основните клетки на бъдещите органи. На практика това е пробив в областта на трансплантационната медицина, който с времето ще доведе до възможността за отглеждане по поръчка на човешки органи, необходими за трансплантация.
Приетата в медицинските среди етика забранява култивирането на човешки ембриони, по-стари от 14 дни. Междувременно именно през третата седмица плодът започва да се превръща от двуизмерна клетъчна структура в обемно тяло, като започва формирането на базови клетки за последващото им превръщане в пълноценни органи. Този етап се нарича гаструлация. Проблемът с използваните по-рано модели на ембриони се състоеше в това, че стволовите клетки, на които се основаваха, можеха да се превръщат в отделни типове клетки, но не възпроизвеждаха първичната ивица – структурата, благодарение на която клетките започват целенасочена миграция и преход към формирането на тялото. В резултат на това развитието обикновено протичаше хаотично и беше трудно контролируемо.
В новото си изследване учените са използвали подхода на пространствената биология: изследователите са се опирали на карти на ранното ембрионално развитие и с помощта на специално устройство са разполагали различни видове клетки в строго зададени позиции.На практика те ръчно възпроизвеждаха геометрията, която позволяваше правилното възстановяване на взаимодействието между ембрионалните и извънембрионалните тъкани и следователно това можеше да задейства организирана миграция на клетките по повърхността на диска. Тази методика позволи на повече от 80% от създадените модели успешно да възпроизведат ключовите процеси на ранното развитие на зародиша, включително появата на структури, подобни на първичната ивица.
За седем дни култивиране моделните ембриони формираха нервна тръба, примитивни черва с предшественици на белите дробове, черния дроб и панкреаса, както и зачатъчна сърдечна камера, способна на самостоятелни ритмични действия. Анализът на единични клетки показа, че клетъчният състав на тези модели е близък до този на човешкия ембрион на около 21-вия ден от развитието му. До отглеждането на пълноценни органи за трансплантация има още дълъг път, но тази работа създава платформа за контролирано получаване на предшественици на органи, изучаване на вродени нарушения в развитието и разработване на бъдещи технологии в регенеративната медицина.