ساخت اولین مدل جنین انسان از سلول های پوستی

دانشمندان طی یک پژوهش انقلابی، موفق به ساخت اولین مدل جنین انسان از سلول‌های پوستی شدند.

مدل جنین اولیه (جنین در روزهای اول به وجود آمدن) مشتق شده از فیبروبلاست، برای اولین بار امکان بررسی گسترده علل سقط جنین زود هنگام (بیشتر بخوانید:راهکاری جدید برای جلوگیری از سقط مکرر جنین) و اثرات سموم و داروها در رشد اولیه را فراهم می‌کند.

یک تیم بین المللی از دانشمندان به رهبری دانشگاه موناش در ملبورن استرالیا، مدلی از جنین انسان را از سلول های پوستی تولید کردند.

این اکتشاف، انقلابی در تحقیقات پیرامون علل سقط زودرس، ناباروری و بررسی رشد اولیه انسان به حساب می‌آید.

این تیم به سرپرستی پروفسور خوزه پولو موفق به برنامه ریزی مجدد این فیبروبلاست‌ها یا سلول‌های پوستی، به یک ساختار سلولی 3 بعدی شد که از لحاظ ریخت شناسی و مولکولی شبیه بلاستوسیست‌های انسانی است.

این ساختار سلولی 3 بعدی iBlastoid نامیده شد، و می‌توان از آن برای مدل سازی زیست شناسی جنین های اولیه انسان، در آزمایشگاه استفاده کرد.

این تحقیق توسط پروفسور پولو، از موسسه اکتشافاتی زیست پزشکی دانشگاه موناش و موسسه پزشکی ترمیمی استرالیا، انجام شده و نتایج آن در مجله Nature منتشر شده است.

این دستاورد یک کشف بسیار مهم برای مطالعات آینده پیرامون تکوین اولیه انسان و ناباروری است‌.

تا به امروز، تنها راه مطالعه روزهای اولیه تکوین انسان، از طریق بلاستوسیست های به دست آمده از فرایند IVF امکان پذیر بود که به دست آوردن این بلاستوسیست‌ها کار آسانی نبود.

پروفسور پولو می‌گوید:« iBlastoid ها در آینده به پژوهشگران این امکان را می‌دهند که مراحل اولیه تکوین انسان، برخی از دلایل ناباروری، بیماری‌های مادرزادی و تاثیر سموم و ویروس‌ها بر روی جنین‌های بسیار کوچک را بررسی کنند.

که این بررسی بدون نیاز به بلاستوسیست‌های انسانی خواهد بود و از همه مهم‌تر، درک مارا از تکوین و درمان‌های جدید با سرعت بیشتر بالا می‌برد‌.»

تیم پروفسور پولو موفق به تولید iBlastoids با استفاده از تکنیکی به نام “برنامه ریزی مجدد هسته ای” شد که به آن‌ها امکان تغییر هویت سلولی سلول های پوستی انسان را می‌دهد، تا به صورت بلاستوسیست سازمان یابند.

ای بلاستوئید، ژنتیک و معماری کلی بلاستوسیست‌های انسانی را به صورت شبیه‌سازی شده دارد، از جمله ساختاری مانند توده سلول داخلی که از سلول‌های اپیبلاست تشکیل شده و توسط یک لایه خارجی سلول‌های شبه تروفکتودرم و حفره ای شبیه بلاستوکل احاطه شده است.

در جنین های انسان، اپی بلاست به رویان تبدیل می‌شود، در حالی که تروفکتودرم به جفت تبدیل می‌شود. در حالیکه،iBlastoid کاملاً با بلاستوسیست یکسان نیست.

به عنوان مثال، بلاستوسیست های اولیه در zona pellucida محصور شده اند، zona pellucida غشای مشتق شده از تخمک است که در طی فرآیند لقاح با اسپرم در تعامل است و بعداً ناپدید می‌شود. از آنجا که iBlastoid از فیبروبلاست های بالغ به وجود می‌آید، فاقد zona pellucida است.

نویسنده اصلی مقاله، دکتر Xiaodong (Ethan) Liu، محقق فوق دکترا در آزمایشگاه پروفسور پولو، گفت: «فقط وقتی همه داده‌ها جمع شدند و به یک نقطه اشاره کردند، توانستیم باور کنیم که چنین اکتشافی کرده‌ایم.»

جیا پینگ تان، نویسنده همکار و دانشجوی دکترا در آزمایشگاه پولو ، افزود: «ما واقعاً از اینکه می‌توان سلول های پوست را در این ساختارهای سلولی سه بعدی شبیه بلاستوسیست دوباره برنامه ریزی کرد، تعجب کردیم.»

این تحقیق در حالی منتشر شده است که انجمن بین المللی تحقیقات سلول‌های بنیادی در حال انتشار دستورالعمل‌هایی برای تحقیق در مورد مدل سازی جنین انسان در شرایط in vitro است. انتظار می رود این دستورالعمل‌ها در ابتدای سال جاری ارائه شوند.

مشخص نیست که آیا این دستورالعمل های جدید به مطالعه ای که امروز در نیچر منتشر شده است، اشاره می‌کنند یا نه.

این اولین تحقیق برای تولید یک مدل سلول بنیادی یکپارچه است که از نزدیک، سرنوشت اصلی و اتفاقات مکانی-زمانی را که توسط جنین اولیه انسان به وقوع می‌پیوندد را تقلید می‌کند.

در مقاله ای که در فوریه گذشته (2020) در Stem Cell Reports منتشر شد، انجمن اظهار داشت كه: «اگر چنین مدل‌هایی برای جنین اولیه انسان ساخته شود، می‌تواند مزایای بالقوه زیادی برای درک رشد اولیه انسانی و علوم زیست پزشکی داشته باشد و باعث کاهش استفاده از حیوانات و جنین‌های انسانی در تحقیقات می‌شود. با این حال، در حال حاضر دستورالعمل‌های مربوط به عملکرد اخلاقی این نمونه از کارها به خوبی تعریف نشده است.»

اگرچه هیچ سابقه قانونی در رابطه با کار با مدل‌های سلول‌های بنیادی یکپارچه بلاستوسیست مانند iBlastoid وجود ندارد، اما همه آزمایشات با رعایت قوانین استرالیا و دستورالعمل‌های بین‌المللی با اشاره به “قانون شیار آغازین” انجام شد.

این قانون می‌گوید :نمی‌توان بلاستوسیست‌ها را فراتر از توسعه شیار آغازین (یک ساختار گذرا که در روز 14 در رشد جنینی ظاهر می شود) کشت داد.

تحت این توصیه های قانونی ، اگرچه iBlastoid با بلاستوسیست متفاوت است، آزمایشگاه پولو iBlastoid های خود را فراتر از روز 11 در شرایط in vitro کشت نداد.

ناباروری و سقط می تواند ناشی از عدم لانه گزینی یا رویش نکردن رویان انسان در زمان لانه گزینی باشد. این مورد در 2 هفته اول پس از بارداری اتفاق می‌افتد، زمانی که افراد حتی نمی‌دانند که باردار هستند.

این سقط های “خاموش” به احتمال زیاد نمایانگر بخش قابل توجهی از کل سقط جنین است که اتفاق می‌افتد و به گفته پروفسور پولو، نسل iBlastoid یک سیستم شبیه‌سازی شده را فراهم می‌کند که بررسی این مرحله اولیه بارداری را امکان پذیر می‌کند.

پروفسور راس کوپل، معاون تحقیقات دانشکده پزشکی دانشگاه موناش، خاطرنشان کرد که این کشف امکان توسعه روش های بهبود یافته برای IVF، ایجاد پروتکل‌هایی برای ژن درمانی جنین ها و روش‌های غربالگری بهتر و بیشتر برای داروهای جدید را فراهم می‌کند.

او گفت: «این کشف با تحقیقات بیشتر و منابع مناسب می‌تواند صنایع كاملاً جدیدی را برای استرالیا و در سطح بین المللی ایجاد کند.»

مترجم: فاطمه بهادری

گردآوردنده: مژگان احمدی

منبع:scitechdaily.com