به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، به دلیل مسائل اخلاقی پیرامون استفاده از جنین انسان برای تحقیق و همچنین محدودیت در دسترس بودن مواد مورد نیاز برای مطالعه رشد جنین انسانی، نحوه تشکیل اولیه اندام‌های آن تا حد زیادی ناشناخته باقی مانده است. در مقاله ای که در 6 آوریل در مجله Cell Stem Cell منتشر شد، تیمی از محققان از چین برای اولین بار از ایجاد ساختارهای جنین مانند از سلول‌های بنیادی جنینی میمون خبر دادند. محققان همچنین این ساختارهای جنین مانند را به رحم میمون‌های ماده منتقل کردند و تشخیص دادند که این ساختارها قادر به کاشت و ایجاد پاسخ هورمونی مشابه بارداری هستند.

بررسی علل سقط‌های زودهنگام در جنین تولید شده

Zhen Liu ، نویسنده همکار از آکادمی علوم چین (CAS) در شانگ‌های می‌گوید: مکانیسم‌های مولکولی جنین زایی و اندام زایی انسان تا حد زیادی نامشخص است. از آنجایی که میمون‌ها از نظر تکاملی با انسان‌ها ارتباط نزدیکی دارند، امیدواریم مطالعه این مدل‌ها درک ما را از رشد جنین انسان، از جمله روشن کردن برخی از علل سقط‌های زودهنگام، عمیق‌تر کند.» در همین راستا مکانیسم‌های مولکولی زیربنای جنین‌زایی و اندام‌زایی انسان به دلیل در دسترس بودن نمونه محدود و محدودیت‌های اخلاقی، تا حد زیادی نامشخص است. بر اساس خود سازماندهی و توانایی آنها برای تمایز، سلول های بنیادی پرتوان (PSCs) را می توان برای تشکیل ساختارهای جنین مانند (از جمله بلاستوئیدها، جنین ها و گاسترولویدها) تحت شرایط خاص القا کرد و ابزار مفیدی برای بررسی آزمایشگاهی رشد جنینی را نشان داد.

اهمیت میزبان حیوانی برای تولید جنین

با وجود مزایا و کاربردهای متعدد سلول‌های بنیادی انسانی در مطالعات تکوینی اولیه­ی جنین انسان، سلول درمانی، پزشکی ترمیمی و تولید اندام­های قابل پیوند از سلول­های پرتوان  و از سویی نبود یک سیستم جامع برای نشان دادن این قابلیت تمایزی، نشان دادن این قابلیت تمایزی در میزبان­های حیوانی اهمیت بالایی دارد. از آنجایی­که انتخاب میزبان یکی از بزرگترین ‏چالش‏ها برای انجام مطالعات ارزیابی ظرفیت مشارکت تمایزی و تولید کایمر از سلول‏های پرتوان محسوب می­شود، انتخاب میزبان حیوانی مناسب نیز از اهمیت بالایی برخوردار است. میزبان­های حیوانی که تاکنون انتخاب شده­اند از جمله موش و رت و گاو، گوسفند، بز و خوک از لحاظ هزینه­ی نگهداری و دسترسی، دشوار بودن و تهاجمی بودن روش‏های دنبال کردن سرنوشت سلول­های تزریق شده در مراحل تکوینی میزبان، و از همه مهم­تر مشکلات اخلاقی حاصل از مشارکت این سلول‏ها در ساختار مغز و اندام‏های جنسی میزبان حیوانی، باعث شده است که استفاده از این حیوانات به عنوان ابزاری در جهت ارزیابی پرتوانی سلول­های پرتوان انسانی مقرون به صرفه نباشد. بنابراین انتخاب میزبان حیوانی میمون به خاطر شباهت تکاملی به جنین انسان، اهمیت بسیار بالای این مطالعه را نشان می‌دهد.

طریقه کشت و ارزیابی نحوه رشد جنین

Quian Sun ، نویسنده همکار، همچنین از CAS، می‌گوید: «این تحقیق یک سیستم جنین مانند ایجاد کرده است که می‌تواند به طور نامحدود تولیدو کشت داده شود». بنابراین این ابزارها و دیدگاه‌های جدیدی را برای اکتشاف بعدی جنین‌های پستانداران و سلامت پزشکی باروری فراهم می‌کند.» محققان با سلول‌های بنیادی جنینی ماکاک شروع کردند و ابتدا آنها را در معرض تعدادی از فاکتورهای رشد در کشت سلولی قرار دادند. این فاکتورها برای اولین بار سبب القای ایجاد ساختارهای جنین مانند از سلول‌های بنیادی پستانداران غیر انسانی شدند. هنگامی که این ساختارها زیر میکروسکوپ مطالعه شدند، ساختارهای جنین مانند که بلاستوئید نیز نامیده می‌شوند، از مورفولوژی مشابهی با بلاستوسیست‌های طبیعی برخوردار بودند، همانطور که آنها در شرایط آزمایشگاهی بیشتر تکوین یافتند، لایه‌های جینی بیشتری را تشکیل دادند که شبیه کیسه آمنیون و زرده بود. بلاستوئیدها همچنین شروع به تشکیل انواع سلول‌هایی کردند که در نهایت سه لایه زایایی بدن را ایجاد کردند. نکته مهمتر این بود که توالی‌یابی RNA تک سلولی نشان داد که انواع مختلف سلول‌های موجود در ساختارها، الگوهای بیان ژن مشابهی با سلول‌های موجود در بلاستوسیست‌های طبیعی یا جنین‌های پس از لانه‌گزینی دارند.

سپس بلاستوئیدها به رحم 8 میمون ماده منتقل شدند. در 3 مورد از 8  مورد پیوند شده، ساختار کامل جنینی را ایجاد کردند. این لانه گزینی منجر به ترشح پروژسترون و گنادوتروپین کوریونی شد(هورمون هایی که معمولاً با بارداری مرتبط هستند). بلاستوئیدها همچنین کیسه‌های اولیه بارداری را تشکیل دادند، ساختارهای پر از مایع که در اوایل بارداری ایجاد می‌شوند تا جنین و مایع آمنیوتیک را در بر بگیرند. با این حال، آنها جنین تشکیل ندادند و ساختارها پس از حدود یک هفته ناپدید شدند.

یافته‌های کلی حاصل از مطالعه

بلاستوئیدهای مشتق شده از سلول‌های بنیادی انسانی مورفولوژی و دودمان سلولی مشابه بلاستوسیست‌های طبیعی دارند. با این حال، توانایی بررسی پتانسیل رشد آنها محدود است. در اینجا، این تیم بلاستوئیدهای میمون cynomolgus با مورفولوژی شبیه به بلاستوسیست‌های انسانی دارای ساختارهای کیسه زرده، حفره کوریونی، حفره آمنیون، رگه اولیه و ساقه اتصال در امتداد محور سری-دمی ایجاد کردند. سلول های زایای اولیه، سلول های معده، اندودرم اندودرم احشایی/کیسه زرده، سه لایه زایا، و اجداد هماتو اندوتلیال در بلاستوئیدهای میمون سینومولگوس IVC با رونویسی تک سلولی یا ایمونوهیستوشیمی نیز مشاهده شدند. علاوه بر این، انتقال بلاستوئیدهای میمون رحم میمون مادر منجر به بارداری شد،. بنابراین این یک سیستم مفید برای تشریح رشد جنینی پستانداران بدون همان نگرانی‌های اخلاقی و چالش‌های دسترسی به جنین انسانی ارائه می‌دهد.

کار آینده

در کار آینده، محققان قصد دارند بر روی بهبود بیشتر سیستم کشت ساختارهای جنین مانند از سلول‌های میمون تمرکز کنند. Fan Zhou، نویسنده همکار از دانشگاه تسینگ‌هوا، می‌گوید: «این یک مدل مفید برای مطالعات آینده به ما ارائه می‌دهد. استفاده بیشتر از بلاستوئیدهای میمون می‌تواند به تشریح مکانیسم های مولکولی رشد جنینی نخستی‌ها نیز کمک کند. محققان نگرانی‌های اخلاقی پیرامون این نوع تحقیقات را تأیید می‌کنند، اما تأکید می‌کنند که هنوز تفاوت‌های زیادی بین این ساختارهای جنین مانند و بلاستوسیست‌های طبیعی وجود دارد. نکته مهم این است که ساختارهای جنین مانند پتانسیل رشد کامل ندارند. آنها خاطرنشان می‌کنند که برای پیشرفت این رشته، بحث و گفتگو بین جامعه علمی و مردم مهم است.

پایان مطلب/.