موش‌هایی که ۴ درصد آدم شدند

عمادالدین قاسمی‌پناه _ خبرنگار

دانشمندان می‌گویند که آنها برای نخستین بار توانسته‌اند میلیون‌ها سلول کامل انسانی را در جنین موش توسعه دهند. این پژوهشگران، سلول‌های بنیادی انسان را به جنین موش تزریق کردند و مدتی بعد، میلیون‌ها سلول کامل انسانی توسعه یافت.
این پژوهش که در مجله Science Advances منتشر شده است، ادعا می‌کند که تا 4درصد از کل سلول‌های موجود در جنین موش، سلول‌های انسانی هستند.
تلاش‌هایی که قبلا برای تولید سلول‌های انسانی در جنین موش انجام شده، فقط توانسته‌اند مقادیر کمی از سلول‌های ناقص و غیرکامل را تولید کنند.
جیان فنگ، استاد فیزیولوژی و بیوفیزیک در دانشکده پزشکی و زیست پزشکی دانشگاه بوفالو (UB) می‌گوید: این یک تحقیق بنیادی است که به ما امکان می‌دهد از جنین موش برای درک بهتر توسعه سلول‌های انسانی استفاده کنیم. ما قبل از اینکه از این فناوری در شرایط واقعی استفاده کنیم، به سؤالات زیادی باید پاسخ دهیم. با این حال، این نخستین بار است که سلول‌های بالغ انسانی به تعداد زیاد، در جنین موش تولید شده است.
این گروه پژوهشی ادعا می‌کند که می‌توان از این روش جدید برای تولید گلبول‌های قرمز بالغ انسانی در موش‌ها استفاده کرد. این موش‌ها در پژوهش‌های مربوط به مالاریا که با از بین رفتن گلبول‌های قرمز، فقط انسان را مبتلا می‌کند، بسیار مؤثر هستند.
فنگ می‌گوید: با توسعه بیشتر این فناوری می‌توان مقادیر بیشتری از انواع خاص سلول‌های بالغ انسانی را تولید کرد تا امکان ایجاد مدل‌های مؤثرتری را به‌منظور مطالعه بیماری‌هایی که به‌شدت بر انسان‌ها تأثیر می‌گذارند، ازجمله مالاریا یا کووید-19، فراهم کرد.
پیش از این، پتانسیل درمانی سلول‌های بنیادی انسان به‌خاطر ناتوانی در تولید مقادیر کافی سلول‌های کامل انسانی در داخل بدن یک موجود زنده ناکام مانده بود.
تولید سلول‌های انسانی در داخل بدن بسیار حیاتی است، زیرا سلول‌های تولید شده در شرایط آزمایشگاهی (در تجهیزات آزمایشگاهی مانند لوله یا ظرف پتری) اغلب همانند سلول‌ها درون بدن رفتار نمی‌کنند.
محققان 10تا 12سلول بنیادی غیرکامل انسانی را به یک بلاستوسیست موش (جنین در مراحل اولیه) تزریق کردند و پس از آن، میلیون‌ها سلول بالغ انسانی ازجمله گلبول‌های قرمز، سلول‌های چشم و سلول‌های کبدی تولید شد.
فنگ می‌گوید: ما الان می‌دانیم که تا 4درصد از کل سلول‌های موجود در جنین موش، سلول‌های انسانی بودند. این میزان یک تخمین یا برآورد پایین است، زیرا ما نمی‌توانیم مقادیر زیاد گلبول‌های قرمز تولید شده در جنین موش را اندازه‌گیری کنیم.
از آنجا که این گلبول‌های قرمز بالغ انسان فاقد هسته هستند، با روشی که دانشمندان برای تعیین تعداد کل سلول‌ها استفاده می‌کنند، شمارش نمی‌شوند.
این گروه در روش خود باید بر یک چالش مهم فائق می‌آمد، تبدیل سلول‌های بنیادی پرتوان (pluripotent) انسان به شکلی که آنها را با توده سلولی داخلی یک بلاستوسیست موش سازگار کند.
پرتوانی یا pluripotency که به‌معنای ظرفیت سلول‌های بنیادی برای تبدیل شدن به هر نوع سلول در بدن است، می‌تواند به وسیله طیف وسیعی از حالت‌ها (از خام تا اولیه)، توصیف شود.
سلول‌های بنیادی انسان در حالت اولیه (primed) قرار دارند، درحالی‌که توده سلولی بلاستوسیست موش به شکل خام (naive) است. مانع اصلی در همین شرایط شکل می‌گیرد.
هنگامی که سلول‌های اولیه انسان درون بلاستوسیست موش قرار می‌گیرند، آنها احتمالا به‌دلیل عدم‌تطابق بین مراحل مختلف رشد سلول‌ها، قادر به توسعه نیستند.
فنگ می‌گوید: ما می‌خواستیم ببینیم که آیا سلول‌های اولیه انسان ممکن است دقیقاً مانند سلول‌های بنیادی پرتوان درون یک بلاستوسیست موش، به حالت خام برگردند یا نه؟ این همان کاری است که ما انجام داده‌ایم.
روش این گروه پژوهشی به‌طور موقت یک آنزیم اساسی به نام mTOR کیناز را به ‌مدت 3ساعت مهار می‌کند تا با وارد کردن شوک، سلول‌های اولیه انسان را به حالت خام تبدیل کند.
فنگ می‌گوید: مسدود کردن mTOR کیناز باعث وقوع رویدادهایی می‌شود که بیان ژن (gene expression) و متابولیسم سلولی را به‌گونه‌ای اصلاح می‌کنند که سلول‌های اولیه تبدیل به سلول‌های خام شوند. بیان ژن فرایندی است که در آن از اطلاعات درون ژن استفاده می‌شود تا یک محصول کاربردی که معمولا پروتئین است به‌دست بیاید.
بازگشت سلول‌های بنیادی اولیه انسان به مرحله قبلی که حالت خام و کمتر توسعه یافته است، به سلول‌های بنیادی انسان اجازه می‌دهد تا با توده سلولی داخلی در یک بلاستوسیست موش همراه شوند.
از 13مرتبه تزریق به تخمک‌های بارورشده موش، 10سلول بالغ انسانی تولید شده، نشانگر هر سه لایه زایای اولیه است. این سه لایه سلولی طی توسعه جنینی تشکیل می‌شوند و همه اندام‌ها و بافت‌ها از آنها حاصل می‌شوند.
فنگ می‌گوید: سلول‌های بنیادی انسانی تزریق شده با سرعت بسیار بیشتری در جنین موش توسعه می‌یابند و طی 17روز میلیون‌ها سلول بالغ انسانی تولید می‌شود.
در هفدهمین روز، 14جنین حاوی 1/0تا 4درصد DNA انسان بودند.
با این حال، با توجه به پیشرفت تحقیقات در این زمینه، ضرورت دارد که نویسندگان این مطالعه ملاحظات اخلاقی را به دقت درنظر بگیرند.


عدم‌تطابق
هنگامی که سلول‌های اولیه انسان درون بلاستوسیست موش قرار می‌گیرند، آنها احتمالا به‌دلیل عدم‌تطابق بین مراحل مختلف رشد سلول‌ها، قادر به توسعه نیستند