به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، دانشمندان مؤسسه مهندسی بیولوژیکی Wyss در دانشکده پزشکی هاروارد (HMS) و دانشگاه Duke با همکاری Gameto گزارش دادند که یک ارگانوئید تخمدانی زنده و کاملا انسانی ایجاد کرده‌اند که از بلوغ سلول تخمک پشتیبانی می‌کند، تکوین فولیکول‌ها را پیش می‌برد و هورمون‌های جنسی را نیز ترشح می‌کند. به گفته محققان، این مدل "تخمدان" مطالعه زیست شناسی تخمدان انسان را بدون نیاز به گرفتن بافت از بیماران امکان پذیر می‌کند و می‌تواند به توسعه درمان‌های جدیدی برای شرایطی مانند ناباروری، سرطان تخمدان و موارد دیگر کمک بزرگی باشد. از طریق توافق با دفتر توسعه فناوری هاروارد (OTD)، این فناوری به Gameto مجوز داده شده است، که از آن برای توسعه درمان بیماری‌های دستگاه تناسلی زنان استفاده می‌کند. تخمدان‌ها با جزئیات شرایط کشت و عملکرد «تمایز مستقیم iPSCهای انسانی به سلول‌های عملکردی شبه گرانولوزای تخمدان از طریق بیان بیش از حد فاکتور رونویسی» در eLife منتشر شده است.

چگونگی ساخت تخمک در تخمدان

تشکیل تخمک خوب در انسان و سایر پستانداران برای تولیدمثل ضروری است ولی با این وجود تاکنون متغیرهای زیادی برای تولید این سلول‌ها در آزمایشگاه وجود داشته است. زیرا در طی این فرایند پس از بالغ شدن تخمک، سلول تخمک به لوله فالوپ رها می‌شود، جایی که می‌تواند به طور بالقوه توسط یک اسپرم بارور شود. علیرغم نقش حیاتی آنها، چگونگی ساخت تخمک در تخمدان به خوبی شناخته نشده است. این به این دلیل است که دسترسی به تخمدان‌ها دشوار است و همین موضوع انجام آزمایش روی آنها را دشوار می‌کند. برای غلبه بر این مشکل، محققان با استفاده از سلول‌های بنیادی جنین موش، تخمدان‌های مصنوعی را در آزمایشگاه ساخته‌اند که می‌تواند به انواع سلول‌های بالغ بدن تبدیل شود. با کشت این سلول‌های بنیادی جنینی در شرایط خاص، محققان می‌توانند آن‌ها را به دو نوع سلول اصلی تخمدان در حال رشد تبدیل کنند: سلول‌های زاینده که تخم‌ها را تشکیل می‌دهند و سلول‌های گرانولوزا که به رشد و بلوغ تخمک‌ها کمک می‌کنند. مشاهدات قبلی نشان داده که تخمدان رشد یافته در آزمایشگاه می‌تواند تخمک‌هایی بسازد که بعد از لقاح موش‌های زنده را تولید کنند. این رویکرد همچنین برای سلول‌های بنیادی پرتوان القایی انسان (iPSCs)، سلول‌های انسان بالغ که دوباره به حالت بنیادی برنامه‌ریزی شده‌اند، اعمال شده است. در حالی که این سلول‌های زایای انسانی را تولید کرده است، ولی با این حال، تاکنون تولید سلول‌های گرانولوزای انسانی چالش‌برانگیزتر بوده است. در اینجا، محققانی از دانشگاه هاروارد نشان دادند که با فعال کردن مجموعه خاصی از فاکتورهای رونویسی (پروتئین‌هایی که ژن ها را روشن یا خاموش می‌کنند) در iPSC ها توانسته اند آنها را به سلول‌های گرانولوزا تبدیل کنند.

کاربرد مدل آزمایشگاهی فولیکول‌های تخمدان انسان

تولید یک مدل آزمایشگاهی از فولیکول‌های تخمدان انسان می‌تواند برای مطالعه تولید مثل زنان مفید باشد. رشد تخمدان مستلزم ترکیب سلول‌های زاینده و چندین نوع سلول سوماتیک است. در این میان، سلول‌های گرانولوزا نقش کلیدی در تشکیل فولیکول و حمایت از اووژنز دارند. در حالی که پروتکل‌های کارآمدی برای تولید سلول‌های شبه سلول زایای اولیه انسانی (hPGCLCs) از سلول‌های بنیادی پرتوان القایی انسان (hiPSCs) وجود دارد، ولی تاکنون تمامی این روش‌ها برای تولید سلول‌های گرانولوزا مبهم بوده است.

شرایط تولید سلول‌های شبه گرانولوزا

مدل in vitro فولیکول‌های تخمدان انسان می‌تواند برای مطالعه تولید مثل زنان مفید باشد. رشد تخمدان مستلزم ترکیب سلول‌های زاینده و چندین نوع سلول سوماتیک است. در این میان، سلول‌های گرانولوزا نقش کلیدی در تشکیل فولیکول و حمایت از اووژنز دارند. در اینجا، ما گزارش می‌دهیم که بیان بیش از حد همزمان دو فاکتور رونویسی (TFs) می‌تواند تمایز hiPSCها را به سلول‌های شبه گرانولوزا هدایت کند. ما اثرات تنظیمی چندین TF مرتبط با گرانولوزا را توضیح دادیم و ثابت کردیم که بیان بیش از حد NR5A1 و RUNX1 یا RUNX2 برای تولید سلول‌های شبه گرانولوزا کافی است. سلول‌های شبه گرانولوزا رونوشت‌هایی شبیه به سلول‌های تخمدان جنین انسان دارند و فنوتیپ‌های کلیدی تخمدان از جمله تشکیل فولیکول و استروئیدوژنز را از خود نشان دادند. وقتی سلول‌های شبه گرانولوزا با سلول‌های hPGCLC همراه و جمع شوند، ارگانوئیدهای شبه تخمدان‌ را تشکیل می‌دهند و این ساختار از رشد hPGCLC از مرحله مهاجرت به مرحله غدد جنسی پشتیبانی می‌کند که این عملکرد با القای بیان DAZL اندازه‌گیری می‌شود. این مدل فرصت‌های منحصر به فردی را برای مطالعه زیست شناسی تخمدان انسان فراهم می‌کند و ممکن است توسعه درمان‌هایی برای سلامت باروری زنان را امکان پذیر کند.

مزایا و اهمیت روش به کارگرفته شده در این مطالعه

روش جدید ما برای تولید تخمدان کاملاً انسانی چندین برابر سریع‌تر از روش‌های هیبریدی موجود انسان/موش عمل می‌کند و بسیاری از عملکردهای حیاتی این اندام‌ها را تکرار می‌کند و می‌توان گفت که گامی مهم و رو به جلو در توانایی ما برای مطالعه سلامت باروری زنان در آزمایشگاه است. Merrick Pierson Smela، نویسنده اول، دانشجوی کارشناسی ارشد در آزمایشگاه جورج چرچ، دکترا، در موسسه Wyss، گفت: در آینده، این فناوری  می‌تواند ناباروری را با رشد سلول‌های تخمک از افرادی که تخمک‌های زنده و خوب ندارد، نیز درمان کند. ایجاد سلول‌های گرانولوزا به‌تنهایی دستاورد مهمی بود، اما ساخت تخمدان از سلول‌های گرانولوزا چیزی در مورد توانایی آن‌ها در پشتیبانی از بلوغ سلول‌های زایا به ما نمی‌گوید، چیزی که می‌خواستیم بتوانیم آن را در شرایط آزمایشگاهی مطالعه کنیم. دکتر Christian Kramme ، نویسنده اول، معاون مهندسی سلول در Gameto و دانشجوی فارغ التحصیل سابق گروه چرچ در موسسه Wyss و HMS گفت. این فرآیند قبلاً با استفاده از hPGCLC و سلول‌های سوماتیک موش تکرار شده بود، اما با این فناوری جدید، ما اکنون توانایی انجام آن را با یک مدل کاملاً انسانی داریم.

گام بعدی این مطالعه

تیم Wyss در ادامه راه به توسعه بیشتر مدل تخمدان انسانی خود ادامه می‌دهد و قصد دارد تا انواع بیشتری از سلول‌های تخمدانی انسانی، از جمله سلول‌های theca تولیدکننده هورمون را تولیدکند تا عملکردهای پیچیده‌تر تخمدان انسان را به‌طور کامل‌تر تکرار کند. آنها همچنین امیدوارند که سیستم کشت خود را بهبود بخشند تا به سلول‌های زایای خود اجازه دهند تا به طور کامل به سلول‌های تخمک تبدیل شوند و دوز بهینه TFهای مختلف را تعیین کنند. در همین حال تا اینجای راه، Gameto، مطالعات پیش بالینی یک سیستم کشت مشترک مشتق شده برای بلوغ تخمک در انسان را با کلینیک‌های باروری پیشرو ملی انجام داده است.

پایان مطلب/.