Гаструляция — это строго регулируемый процесс, во время которого клетки эмбриона превращаются в три зародышевых листка: энтодерму, мезодерму и эктодерму. Именно из них потом формируются все ткани и органы. Известный биолог Льюис Уолперт говорил:

Самое важное событие в вашей жизни — не рождение, не свадьба и даже не смерть, а гаструляция.

Она происходит на пятой неделе беременности, когда многие женщины еще не знают, что ждут ребенка.

По данным Финской ассоциации по интеллектуальным и нарушениям развития, каждый год в Финляндии рождается от 600 до 3000 детей с необратимыми повреждениями из-за алкоголя. Но точные цифры неизвестны — диагностика таких случаев сложна.

Ученые из Хельсинкского и Восточно-Финляндского университетов решили изучить, как алкоголь влияет на этот критический этап развития. Они вырастили в лаборатории эмбриональные стволовые клетки и заставили их превратиться в три зародышевых листка. Затем клетки обработали алкоголем в двух концентрациях: слабой (менее 1 промилле) и сильной (более 3 промилле). После этого исследователи проверили, как изменилась активность генов, эпигенетические маркеры и метаболизм клеток.

Результаты опубликованы в издании Disease Models & Mechanisms.

Чем выше была доза алкоголя, тем сильнее менялись клетки. Особенно пострадал метиониновый цикл — система, которая снабжает клетки метильными группами. Эти группы крепятся к ДНК и влияют на работу генов.

Изменения подтверждают, что алкоголь нарушает эпигенетическую регуляцию, — объясняет аспирантка Эсси Валлен.

Сильнее всего пострадали клетки эктодермы — из них потом формируются нервная система и мозг. Это объясняет, почему алкоголь во время беременности так часто приводит к нарушениям развития нервной системы.

Многие гены, которые изменились в нашем эксперименте, уже связывали с пороками сердца, аномалиями мозолистого тела и голопрозэнцефалией — когда передний мозг не разделяется на полушария, — говорит руководитель исследования Нина Каминен-Ахола.

Вывод: часть нарушений, вызванных алкоголем, может возникать уже в первые недели беременности, когда даже небольшие сбои в работе генов способны повлиять на все развитие. Но пока неясно, насколько точно эксперимент повторяет реальное воздействие алкоголя на эмбрион.

Это часть большого проекта, изучающего, как спиртное влияет на раннее развитие и здоровье в будущем. Все такие нарушения объединяют под термином  «фетальный алкогольный спектр нарушений» (ФАСН).

Польза исследования

• Ранняя диагностика. Если подтвердится, что алкоголь повреждает эмбрион уже на стадии гаструляции, это поможет точнее предсказывать риски ФАСН.
• Профилактика. Осознание, что даже малые дозы алкоголя опасны в первые недели, может изменить поведение женщин на ранних сроках.
• Новые методы терапии. Понимание механизмов повреждения метионинового цикла может привести к разработке способов коррекции этих нарушений.

Эксперимент проводился in vitro — на клетках в чашке Петри. Это упрощенная модель: в реальном эмбрионе есть межклеточные взаимодействия, гормональные сигналы и защитные механизмы матери. Кроме того, алкоголь в организме метаболизируется, а в эксперименте клетки подвергались постоянному воздействию. Выводы интересны, но требуют проверки на животных моделях.

Ранее ученые заявили,. что пересадка эмбрионов на 3 и 5 день дает абсолютно равные шансы на успех.