رمزگشایی از جعبه سیاه جنین انسانی با یک روش جدید

اخیرا محققان از سلول های بنیادی پرتوان ساده برای ایجاد نمونه ای شبیه به جنین استفاده کرده اند که شبیه جنین انسانی طبیعی به نظر می رسد و مانند آن عمل می کند.

به گزارش تکناک، محققان می گویند این یک روش اخلاقی برای به دست آوردن درک بهتر از رشد جنین است که ممکن است منجر به راه های جدیدی برای تحقیق در مورد نقایص مادرزادی و ناباروری شود.

بین 8 تا 10 روز پس از لقاح، تخمک از طریق لوله های فالوپ عبور می کند و به دیواره رحم فرو می رود و شروع بارداری را نشان می دهد (از نظر پزشکی). پس از لانه گزینی، جنین به رشد و تکامل خود ادامه می دهد. در این زمان است که اندام‌ها و سیستم‌های بدن در حال شکل‌گیری هستند و جنین در حال رشد را نسبت به نقص‌های مادرزادی آسیب‌پذیر می‌کنند.

مطالعه جنین برای به دست آوردن درک بیشتر از رشد پیچیده آنها به دلایل اخلاقی و فنی دشوار است. با این حال، محققان موسسه علوم ویزمن ممکن است راهی برای انجام این کار پیدا کرده باشند.

ژاکوب هانا، نویسنده مسئول این مطالعه گفت: مشکلات در ماه اول بارداری بروز می کنند. هشت ماه باقی مانده از بارداری جنین عمدتاً رشد زیادی دارد. اما آن ماه اول هنوز تا حد زیادی یک راز است. مدل جنین انسان مشتق شده از سلول های بنیادی که ما توسعه دادیم، روشی اخلاقی و قابل دسترس برای بررسی این راز را ارائه می دهد. این مدل رشد جنین انسان واقعی، به ویژه ظهور بنای اساسی بسیار زیبای آن را تقلید می کند.

محققان بر اساس تجربه قبلی خود در ساخت نمونه های مصنوعی جنین موش ساخته شده تنها از سلول های بنیادی این جنین شبیه سازی شده را ساخته اند. مانند تحقیقات قبلی خود، آنها با سلول های بنیادی پرتوان شروع کردند که توانایی تمایز به انواع سلولی اما نه همه را دارند. محققان سلول‌های بنیادی پرتوان را دوباره برنامه‌ریزی کردند تا به حالت قبل بازگردند که به آن حالت ساده‌ می‌گویند و آنها را قادر می‌سازد به هر نوع سلولی تمایز پیدا کنند.

آنها سلول های بنیادی پرتوان ساده را به سه گروه تقسیم کردند. آنهایی که قصد تبدیل شدن به جنین را داشتند به همان شکل سده رها شدند. سلول‌های دو گروه دیگر فقط با مواد شیمیایی یعنی از نظر ژنتیکی اصلاح نشده، درمان شدند تا ژن‌های خاصی را فعال کنند تا آنها را به یکی از سه نوع بافت مورد نیاز برای حفظ جنین متمایز کند. به زودی پس از مخلوط شدن، سلول ها با هم جمع شدند و حدود 1٪ از آنها به ساختارهای کامل و جنین مانند خود سازماندهی شدند.

نیازی نیست که به جنین بگوییم چه کاری انجام دهد. ما فقط باید پتانسیل رمزگذاری شده داخلی آن را آزاد کنیم. این که در ابتدا انواع مناسب سلول‌ها را با هم ترکیب کنیم، خیلی مهم است.

ساختارهای جنین مانند به طور معمول در خارج از رحم به مدت هشت روز رشد می کنند و به مرحله رشدی معادل روز 14 در رشد جنینی انسان می رسند، نقطه ای که در آن جنین های طبیعی ساختارهایی را به دست می آورند که آنها را قادر می سازد تا رشد اندام های بدن را شروع کنند.

محققان متوجه شدند که مدل‌های جنین آنها از نظر ساختاری شبیه به جنین‌های طبیعی انسان است که در کتاب‌های درسی قدیمی دیده می‌شود. آنها حتی مشاهده کردند سلول‌هایی که هورمون گنادوتروپین جفتی انسانی (hCG) را می‌سازند، در این نمونه وجود داشتند و فعال بودند. استفاده از ترشحات این سلول ها در تست بارداری خانگی، نتیجه مثبتی را ثبت کرد.

هانا می‌گوید: بسیاری از شکست‌های بارداری در چند هفته اول اتفاق می‌افتد، اغلب قبل از اینکه زن بفهمد باردار است. همچنین در این زمان است که بسیاری از نقایص مادرزادی منشأ می‌گیرند. از نمونه های ما می‌توان برای آشکار کردن سیگنال‌های بیوشیمیایی و مکانیکی استفاده کرد که توسعه مناسب را در این مرحله اولیه تضمین می‌کند.

مطالعه محققان در حال حاضر مسیر جدیدی را برای تحقیقات آینده باز کرده است. آنها متوجه شده اند که اگر جنین در روز سوم که مطابق با روز دهم رشد طبیعی جنین است، به درستی توسط سلول‌های تشکیل‌دهنده جفت پوشانده نشود، ساختارهای داخلی آن به درستی رشد نمی‌کنند.

هانا گفت: جنین ساکن نیست و باید سلول‌های مناسب را در سازمان مناسب داشته باشد، و باید بتواند پیشرفت کند. نمونه کامل جنین ما به محققان کمک می کند تا به اساسی ترین سؤالات در مورد آنچه که رشد مناسب آن را تعیین می کند، پاسخ دهند.

محققان می‌گویند مدل جنینی آنها می‌تواند علت نقایص مادرزادی و انواع ناباروری را آشکار کند و همچنین منجر به توسعه فناوری‌های جدیدی برای رشد بافت‌ها و اندام‌های پیوند شود و می‌تواند راهی برای انجام آزمایش‌ها، مانند تعیین تأثیر داروها بر رشد که نمی توان روی جنین های زنده بررسی کرد، ارائه دهد.