دانشمندان براي نخستينبار رويان تركيبي انسان - ميمون پرورش دادند
دانشمندان دهها سلول بنيادي انسان را به رويانهاي در حال رشد ميمونها تزريق كردند و هيبريدهاي حاصل در ظرف آزمايشگاه تا ۲۰ روز زنده ماندند. نويسندگان مطالعهي جديد كه در مجلهي Cell منتشر شد، اشاره كردند كه اين رويانهاي انسان-ميمون روزي ميتوانند بهعنوان مدلهاي مفيدي براي مطالعهي بيماريهاي انساني، رشد روياني و پيري به كار روند.
دانشمندان با تمركز روي تعامل ميان سلولهاي انساني و حيواني در رويانها ميتوانند همچنين ياد بگيرند كه چگونه ميتوان به سلولهاي انساني كمك كرد تا در ميان سلولهاي حيواني زنده بماند كه بهطور بالقوه باعث پيشبرد تلاش درزمينهي رشد اعضاي انساني در مدلهاي حيواني زنده ميشود. با چنين مطالعاتي ميتوان بيولوژي انسان را بيشتر مطالعه كرد و موضوعاتي را مطالعه كرد كه در صورت استفاده نشدن از اين رويكرد، براي درك آنها به آزمايش روي انسان نياز است كه انجام آنها در حال حاضر ممكن نيست.
البته توسعهي كايمراهاي انسان-حيوان (ارگانيسمهايي كه حاوي سلولهايي از دو يا چند گونه هستند) نگرانيهاي اخلاقي خاص خود را ايجاد ميكند؛ خصوصاً در رابطه با اين موضوع كه چنين رويانهايي تا چه مدت ميتوانند اجازه رشد داشته باشند.
به گزارش لايوساينس، دانشمندان در گذشته تلاش كردهاند سلولهاي بنيادي انسان را در رويانهاي خوك و گوسفند تلفيق كنند. هدف نهايي آنها رشد ارگانهاي انساني در حيوانات براي استفاده در جراحيهاي پيوند عضو بوده است؛ اما سلولهاي انساني بسيار كمي در اين آزمايشها زنده ماندند. به گفتهي خوان كارلوس ايزپيسوا بلمونته، نويسنده ارشد مطالعه و استاد مؤسسه مطالعات بيولوژيكي سالك در كاليفرنيا، نرخ ماندگاري پايين ميتواند به اين دليل باشد كه خوكها و گوسفندها ارتباط نزديكي با انسانها ندارند. به ادعاي وي، از زمان آخرين جد مشترك انسانها و خوكها و جدا شدن آنها ۹۰ ميليون سال ميگذرد؛ اما پژوهشگران در مطالعهي جديد از ميمونها استفاده كردند كه فاصلهي تكاملي آنها با انسان كمتر است و اين موضوع ممكن است در بازده نسبتا بالاتر تلفيق سلولهاي بنيادي انسان در كايمرا نقش داشته باشد. ايزپيسوا بلمونته ميگويد دادههاي جديد جمعآوريشده از رويانهاي انسان-ميمون ميتواند اطلاعاتي در مورد نحوهي رشد بهتر سلولهاي انساني در گونههاي دورتر فراهم كند.
آلخاندرو د لسآنخلس، زيستشناس سلولهاي بنيادي در دانشكده پزشكي دانشگاه ييل كه در اين مطالعه مشاركتي نداشت، ميگويد اين خط از پژوهش ميتواند به پيشرفتهاي هيجانانگيزي در علم پزشكي منجر شود؛ اما نگرانيهاي اخلاقي وجود دارد كه بايد به آنها پرداخته شود. او ميگويد: «يكي از نگرانيهاي اصلي در مورد كايمراهاي انسان-حيوان اين است كه آيا انساني كردن كايمراها اتفاق ميافتد و آيا ممكن است آنها به شناختي شبيه شناخت انسان دست پيدا كنند.» االبته اين نگرانيها لاخبار تخصصيا در مورد آزمايش جديد صدق نميكند؛ چراكه رويانها به مدت محدودي اجازهي رشد داشتند و در رحم كاشته نشدند؛ اما براي مطالعات آينده، مهم است كه دراينباره مباحثه شود كه اين آزمايشها را تا چه مدت ميتوان ادامه داد.
مخلوط كردن سلولهاي ميمون و انسان
پژوهشگران براي ايجاد رويانهاي انسان-ميمون، ابتدا اووسيتهاي ماكاك دمدراز را جمعآوري كردند (پيشسازهايي كه بالغ شده و سلولهاي تخمك را ميسازند)، سپس اين سلولها را در محيط كشت بالغ كردند و در ادامه، اسپرم ماكاك را براي بارور كردن تخمك، به آن تزريق كردند. پس از شش روز، سلولهاي بارورشده تقسيم شدند و سلولهاي جديدي ايجاد كردند و به كرههاي توخالي تبديل شدند كه بلاستوسيست ناميده ميشوند. در بارداري طبيعي، بلاستوسيست در رحم جاي ميگيرد و سپس به روياني كامل تبديل ميشود.
در اين آزمايش، پژوهشگران بلاستوسيستهاي در حال رشد ميمونها را به ظرفهاي آزمايشگاهي منتقل كردند و از ليزر براي حذف پوشش خارجي شفاف آنها كه زونا پلوسيدا نام دارد، استفاده كردند. بلاستوسيستي كه زونا پلوسيداي سالمي ندارد، به ظرف آزمايشگاهي ميچسبد و تا حدي نحوهي جاي گرفتن در ديوارهي رحم را تقليد ميكند. پژوهشگران سپس به كمك فناوري كه شامل ايجاد تنظيمات لحظهاي در محيط پيرامون سلولها ميشد، موفق شدند رويانهاي ميمون را در خارج از بدن مادر تا ۲۰ روز زنده نگه دارند.
ايزپيسوا بلمونته گفت حتي در اين شرايط نيز وضعيت موجود در بدن موجود زنده بهطور كامل تكرار نميشود. اين مسئله نهتنها روي رشد رويانهاي ميمون بلكه روي سلولهاي انساني اهدايي نيز اثر دارد. ايزپيسوا بلمونته افزود: «با تمام اين ملاحظات، واقعا تعجبآور است كه بسياري از جنينها براي مدتزمان طولاني رشد كردند».
شش روز پس از بارور كردن سلولهاي ميمون، پژوهشگران ۲۵ سلول بنيادي انسان را به هر بلاستوسيست تزريق كردند. اين سلولها كه سلولهاي بنيادي پرتوان توسعهپذير (EPS) ناميده ميشوند، ميتوانند به بافت روياني و بافتهاي خارج روياني تمايز پيدا كنند. بافتهاي خارج روياني با تأمين مواد مغذي و حذف مواد زائد، از رويان در حال رشد حمايت ميكنند.
تمام ۱۳۲ رويان يك روز پس از كاشت حاوي سلولهاي انساني بودند اما فقط ۱۱۱ رويان با موفقيت به ظروف آزمايشگاهي متصل شدند. از اين تعداد، ۱۰۳ رويان تا روز دهم پس از باروري زنده ماندند. تعداد آنها در فاصلهي روزهاي ۱۵ تا ۱۹ بهشدت كاهش يافت و در پايان آزمايش فقط سه رويان زنده ماندند. بيش از نيمي از رويانهاي باقيمانده در روز نهم حاوي سلولهاي انساني بودند و حدود يكسوم از آنها در روز سيزدهم همچنان حاوي سلولهاي انساني بودند. اين سلولهاي انساني در تودهي سلولي داخلي يعني بخشي از بلاستوسيست كه رويان، كيسه زرده و آمنيون (غشاي محافظ) را تشكيل خواهد داد، ادغام شدند.
تعداد سلولهاي انساني كه در آزمايش جديد زنده ماندند بسيار بيشتر از چيزي است كه در مطالعات گذشته مشاهده شده بود كه در آن ايزپيسوا بلمونته و همكارانش سلولهاي انساني را به رويانهاي خوك تزريق كرده بودند.
مراحل بعدي و ملاحظات اخلاقي
پژوهشگران علاوه بر دنبال كردن اين موضوع كه چه تعداد از سلول بنيادي انسان در طول آزمايش زنده ميمانند، همچنين تجزيهوتحليل كردند كه كدام ژنها در جريان رشد در رويانهاي كايمريك فعال ميشوند و كدام پروتئينها را توليد ميكنند. اين تيم همچنين دادههاي مشابهي را از مجموعهاي از رويانهاي تغييرنيافته ميمون جمعآوري كرد تا ببيند كه آيا بيان ژن در رويانهاي كايمريك متفاوت است يا نه. دلسآنخلس گفت: «نويسندگان برخي تغييرات را كه پس از وارد كردن سلولهاي انساني به رويانهاي ميمون اتفاق افتاد، مشاهده كردند. تعاملاتي ميان سلولهاي انساني و سلولهاي ميمون وجود داشت».
در رويانهاي كايمريك در مقايسه با رويانهاي تغييرنيافته ژنهاي اضافهاي فعال شدند و مجموعه متفاوتي از پروتئينها را ساختند. پژوهشگران چنين فرض كردند كه برخي از اين ژنها و پروتئينها ممكن است در تعامل ميان سلولهاي ميمون و سلولهاي انسان نقش داشته باشند و اين خطوط ارتباطي ممكن است در بقاي طولاني سلولهاي انساني مشاركت داشته باشند. پژوهشگران قصد دارند در آينده اين مسيرهاي ارتباطي را بيشتر مطالعه كنند تا تعيين كنند كه كداميك براي موفقيت اين فرايند حياتي است. اگر اين تغييرات مولكولي بتواند در گونههاي ديگري مانند خوك تكرار شود، بهطور بالقوه ميتواند تلاش براي رشد بافتها و ارگانهاي انساني درون اين حيوانات را بهبود ببخشد.
هم انديشي ها