تم تطوير نموذج الجنين من الخلايا الجذعية التي تمت زراعتها خارج الرحم إلى مرحلة متقدمة نسبيا، مما يدل على التطور الطبيعي للأعضاء والأنسجة
في عام 6565
لن تحتاج إلى زوج، لن تحتاج إلى زوجة
ستختار ابنك، واختر ابنتك أيضًا
من أسفل أنبوب زجاجي طويل
من أغنية "في عام 2525" لزيجر وإيبينز، توقعا وضعًا حيث سيتم إنشاء الأطفال من أنابيب اختبار بدون آباء - ربما كانوا يقصدون أنه حتى الكائنات الحية يمكن استنساخها من الخلايا الجذعية الموجودة؟
تلتقي البويضة بالحيوان المنوي - وهذا شرط أساسي لخلق حياة جديدة. دراسة جديدة أجراها علماء معهد وايزمان للعلوم ونشرت اليوم في المجلة العلمية الموبايل ، يتحدى هذه الحقيقة الأساسية للحياة. ابتكر فريق بحث بقيادة البروفيسور ياكوف حنا لأول مرة نماذج صناعية لأجنة الفئران التي تطورت من الخلايا الجذعية ونمت خارج الرحم - دون تخصيب البويضة والحيوانات المنوية. وبعيدًا عن التقدم في دراسة التطور الجنيني، فإن هذا النهج المبتكر قد يفتح مسارات جديدة لطب المستقبل، بما في ذلك زراعة الأعضاء والأنسجة التي يمكن استخدامها في عمليات زرع الأعضاء المنقذة للحياة.
يعتمد نموذج الجنين الاصطناعي على اختراقين سابقين في مختبر البروفيسور هناء في قسم الوراثة الجزيئية في معهد وايزمان: الأول، طريقة فعالة لإعادة الخلايا الجذعية الجنينية إلى ما يسمى بالحالة "الساذجة" - معظم مراحل النمو الأولية التي تتمتع فيها الخلايا الجذعية بالقدرة على التمايز ليس فقط إلى أي نوع من الأنسجة في جسم الجنين، ولكن أيضًا إلى الأنسجة خارج الجنين، أي المشيمة والكيس المحي الذي يدعم نمو الجنين . أما الإنجاز الثاني فهو طريقة مبتكرة لتنمية أجنة الفئران خارج الرحم حتى مراحل متأخرة من التطور. هذه الطريقة، التي تم تطويرها على مدى سبع سنوات من التجربة والخطأ، تعتمد، من بين أمور أخرى، على جهاز متحرك حيث يتم حفظ الأجنة في أكواب مختبرية محاطة بمحلول مغذي. وفي حالة عدم تدفق الدم من الأم إلى المشيمة، فإن حركة الجهاز تحاكي التغذية الطبيعية للجنين مع تنظيم مستويات الأكسجين وضغط الهواء في وعاء المختبر. وفي دراسة سابقة نشرت فيالطبيعة وفي مارس 2021، تمكن العلماء من تنمية أجنة الفئران الطبيعية من اليوم الخامس إلى اليوم الحادي عشر باستخدام هذا الجهاز.
في الدراسة الجديدة، سعى العلماء إلى تطوير نموذج صناعي لأجنة الفئران، أي أجنة لا تنشأ من بويضة مخصبة كما في الدراسة السابقة، ولكن من خلايا جذعية جنينية نمت لسنوات في الثقافة. ولتحقيق هذه الغاية، قام العلماء بتقسيم الخلايا الجذعية الجنينية في المختبر إلى ثلاث مجموعات: مجموعة واحدة، والتي تطور منها الجنين نفسه، ظلت دون تغيير، في حين تم علاج المجموعتين الأخريين لمدة 48 ساعة من أجل زيادة التعبير عن جينات معينة. ضروري لتكوين أنسجة خارج الجنين - المشيمة في مجموعة واحدة والكيس المحي في المجموعة الثانية. بعد وضع المجموعات الثلاث في جهاز نمو الأجنة خارج الرحم، بدأت بسرعة في تنظيم مجموعات من الخلايا، والتي لم تتطور الغالبية العظمى منها بشكل صحيح. ومع ذلك، فإن حوالي 0.5٪ منها - 50 من حوالي 10,000 - شكلت أنسجة كروية تطورت مع مرور الوقت إلى بنية تشبه الجنين.
وقام العلماء بوضع علامة مسبقة على كل مجموعة من الخلايا بلون مختلف، وبالتالي تمكنوا من رؤية أن النماذج الاصطناعية التي نجحت في التطور تطورت بالفعل بشكل مشابه للأجنة الطبيعية، وأن المشيمة والكيس المحي تشكلا بشكل منفصل عن الجنين. تطورت هذه النماذج الاصطناعية لأجنة الفئران بشكل طبيعي لمدة 8.5 أيام - ما يقرب من نصف فترة الحمل البالغة 20 يومًا - وطورت أعضاء داخلية مبكرة، بما في ذلك القلب النابض، وبداية الدورة الدموية، ودماغ ذو شكل طبيعي، ونسخ بدائية من الجهاز المركزي. الجهاز العصبي والجهاز الهضمي. أظهرت الأجنة المطورة تطابقًا بنسبة 95% مع أجنة الفئران الطبيعية، سواء في شكل الأعضاء الداخلية أو في أنماط التعبير الجيني لأنواع الخلايا المختلفة.
ويفتح النموذج الاصطناعي الذي طوره الباحثون آفاقا جديدة في دراسة التطور الجنيني. "إن التحدي التالي الذي يواجهنا هو أن نفهم كيف تعرف الخلايا الجذعية ما يجب القيام به - كيف تنظم نفسها في أعضاء وكيف تجد طريقها إلى الجنين النامي. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن نظامنا شفاف، على عكس الرحم، فيمكن استخدامه لدراسة العيوب الخلقية والتنموية ومشاكل الخصوبة المختلفة"، توضح البروفيسور هناء اتجاهات البحث المستقبلية.
قد تؤدي النماذج الاصطناعية للأجنة أيضًا إلى تقليل استخدام الحيوانات في الأبحاث، بل وتصبح في المستقبل مصدرًا موثوقًا للخلايا والأنسجة والأعضاء اللازمة للزرع. "إن عملية تطوير الجنين هي في الواقع آلية معقدة لإنتاج الأعضاء - أفضل طابعة بيولوجية ثلاثية الأبعاد"يقول البروفيسور هناء. "بدلاً من تطوير بروتوكول منفصل لزراعة كل نوع من الخلايا، على سبيل المثال، خلايا الكلى أو الكبد، قد نتمكن في المستقبل من إنشاء نموذج جنيني اصطناعي وعزل الخلايا المرغوبة منه. لن نملي على الأعضاء كيف يجب أن تتطور، فمن الأفضل أن يتم ذلك عن طريق الجنين نفسه.".
شارك في قيادة البحث شادي تريزي وأليخاندرو أغيليرا وكارين جبران من قسم الوراثة الجزيئية بالمعهد. وشارك في الدراسة أيضًا شهد أشيوهي، د. فرانشيسكو رونكتو، إميلي وايلدشوتز، د. برناردو أولديك، عليدات غوميز-سايزر، نير ليفنات، سيرغي فيوكوف، ديمتري لوكشتانوف، سيغيف نوح تيسا، ماكس روز والدكتور نوع نوبرستيرن من القسم. علم الوراثة الجزيئية للمعهد. مونتسر حداد والبروفيسور تسفي لابيدوت من قسم علم المناعة والتجديد البيولوجي في المعهد؛ د. ميراف قدمي من قسم البنى التحتية لأبحاث علوم الحياة في المعهد؛ الدكتور هداس كيرين شاؤول من المركز الوطني الإسرائيلي للطب الشخصي لنانسي وستيفن غراند؛ والدكتور نادر غانم والدكتور سهير حنا والدكتور إيتاي مازا من مركز رمبام الطبي.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
תגובה אחת
فهل يمكن أن تكون مريم (والدة يسوع) على حق في النهاية؟