ساخت جنین آزمایشگاهی با تقلید از رشد اولیه خون انسان

محققان دانشگاه پیتسبورگ به‌تازگی از یک نمونه انقلابی شبه جنین آزمایشگاهی پرده برداری کرده اند که از سلول های بالغ ساخته شده است که به طور قابل توجهی جنبه های حیاتی رشد اولیه انسان را منعکس می کند.

به گزارش تکناک، جنین آزمایشگاهی که به‌تازگی توسط دانشمندان ساخته شده است، می تواند به تکامل روش های بهتر برای رشد سلول ها به‌منظور انتقال خون، سلول درمانی های جدید و پیوند سلول های بنیادی خونساز کمک کند.

این نمونه جنین آزمایشگاهی نوآورانه با موفقیت ویژگی‌های کلیدی به‌ویژه تولید سلول‌های خونی را بازتولید می‌کند و به درک ما از پیچیدگی‌های زندگی اولیه انسان، نور جدیدی می‌افکند.

این نمونه که heX-Embryoid نام دارد و به تازگی معرفی شده است، بینشی بی سابقه از قلمرو شگفت انگیز توسعه اولیه انسان ارائه می دهد. به گفته این تیم، این دوره حساس از زندگی که مملو از چالش‌های اخلاقی و فنی است،‌ تاکنون از لحاظ تاریخی به دلیل این موانع، مورد مطالعه‌ای جامع قرار نگرفته است، اما اکنون به لطف  این رویکرد، می‌توان توسعه اولیه انسان را به دقت بررسی کرد.

در بیانیه‌ای آمده است: HeX-Embryoids که از بافت جنینی استفاده نمی‌کند و نمی‌تواند به جنین تبدیل شود، می‌تواند تحقیقات در زمینه بیماری‌های ژنتیکی و ناباروری را تقویت کند و سلول‌ها را جایگزین یا ترمیم بافت‌ها برای کاربردهای پزشکی را تسهیل کند.

یافته های این مطالعه در مجله Nature منتشر شد.

روند درمان

ایجاد HeX-Embryoids شامل استفاده از سلول‌های بنیادی پرتوان القایی (iPSCs) بود که از سلول‌های بالغ مجددا برنامه‌ریزی‌شده که قادر به تبدیل به انواع سلول‌ها هستند، مشتق شده‌اند. محققان یک مدار ژنتیکی را در این  iPSCها پیاده‌سازی کردند که بر رشد اولیه بافت حکومت می‌کند و منحصراً با معرفی داکسی‌سایکلین فعال می‌شود.

به گفته محققان، هنگامی که این iPSC های اصلاح شده ژنتیکی با iPSC های معمولی در یک محیط آزمایشگاهی ترکیب شدند و از طریق تجویز داکسی سایکلین القا شدند، سلول های مهندسی شده رشد کردند و به گفته محققان، iPSC  های استاندارد باعث شد تا در ساختارهای سه بعدی پیچیده ای که شبیه ویژگی های جنینی خاص هستند، سازماندهی شوند.

در طول رشد جنینی معمولی، سلول‌ها تحت فرآیندهای مرتب‌سازی و تقسیم مکرر قرار می‌گیرند، که در نهایت با تشکیل بخش‌های مجزا به اوج خود می‌رسد و به تروفوبلاست تبدیل می‌شود که قرار است به جفت تبدیل شود. تروفوبلاست یک لایه سلولی خارج جنینی است که مسئول تولید کیسه زرده تامین کننده مواد مغذی است. لایه جنینی آماده است که هم جنین و هم کیسه آمنیوتیک را ایجاد کند که از رشد آن محافظت می کند.

به طور قابل توجهی، مدل‌های heX-Embryoid ساختارهایی شبیه به جزایر خونی ایجاد کردند که مکان‌های اولیه‌ای هستند که از تولید سلول‌های خونی در جنین‌های در حال رشد پشتیبانی می‌کنند. به گفته این تیم، این مطالعه اجداد گلبول‌های قرمز، پلاکت‌ها و انواع مختلف گلبول‌های سفید خون را شناسایی کرد که پیشرفتی اساسی در این زمینه است.

محققان ادعا می کنند که این مدل با موفقیت فرآیندی شبیه به مراحل اولیه تولید خون در انسان را تکرار کرده است. مو ابراهیم خانی، نویسنده ارشد این مطالعه گفت: کار ما بسیار هیجان انگیز است زیرا امکانات گسترده ای برای استفاده از این مدل برای درک بهتر نحوه تشکیل خون و توسعه روش های بهتر برای رشد سلول ها برای انتقال خون، سلول درمانی های جدید و پیوند سلول های بنیادی خون ساز وجود دارد.

ویژگی های همه کاره

HeX-Embryoids  ویژگی‌های متمایزی دارند، مانند عدم وجود لایه تروفوبلاست مسئول تشکیل جفت و کیسه زرده بازی که حفره آن بسته‌ است. این محدودیت‌ها مانع از دستیابی جنین‌ها به وضعیت یک جنین واقعی یا داشتن پتانسیل برای لانه گزینی کامل می‌شود.

به گفته محققان، HeX-Embryoids به طور قابل توجهی از سلول‌های پوست بالغ بازبرنامه‌ریزی شده، یک مسیر همه‌کاره برای اکتشاف ارائه می‌دهند زیرا می‌توان آنها را از هر فردی تولید کرد که این امر تحقیقات را در طول پس‌زمینه‌های ژنتیک متنوع تسهیل می‌کند.

سیستم heX-Embryoid با جدا کردن آن از مدل‌های مشابه جنین مانند، دارای قابلیت خودسازماندهی در طول رشد در یک ظرف آزمایشگاهی دو بعدی است. این نمونه به‌صورت یکپارچه با محیط های رشد استاندارد عمل می کند و بر یک ماده شیمیایی منحصر به فرد متکی است و از پیچیدگی ترکیب متنوعی از عوامل رشد که ممکن است در تکثیر موانعی ایجاد کند، اجتناب می کند.

به گفته دکتر ابراهیم خانی، این رویکرد متمایز این امکان را فراهم می کند که heX-Embryoids  به راحتی در آزمایشگاه های مختلف با کارایی بالا، ذخیره، حمل و نقل و کشت شوند.

محققان می گویند که برای اینکه یک نمونه آزمایشگاهی در جامعه علمی مقبولیت پیدا کند و به طور مؤثر در اکتشافات نقش داشته باشد، باید کارایی خود را در عملکرد نشان دهد. ابراهیم خانی در بیانیه ای گفت: به عنوان مثال، اگر خود نمونه در اکثر مواقع با شکست مواجه شود، پیشرفت در تحقیق سقط جنین بسیار دشوار خواهد بود. مدل heX-Embryoid ما بر این مشکل غلبه می کند.