"أعجوبة طبية".. علماء إسرائيليون يطورون نموذج "جنين بشري" دون حيوان منوي أو بويضة أو رحم
تاريخ النشر: 7th, September 2023 GMT
تمكن العلماء من تنمية كائن قريب جدا من نماذج كاملة لأجنة بشرية دون استخدام للحيوانات المنوية أو البويضات أو الرحم.
ووفقا لما ورد في مجلة Nature، فإن العلماء من معهد وايزمان للعلوم في إسرائيل، بقيادة البروفيسور يعقوب حنا، تمكنوا من إنماء نماذج كاملة للأجنة البشرية من الخلايا الجذعية خارج الرحم حتى اليوم الرابع عشر، بناء على نتائج الأبحاث السابقة التي سمحت لهم بإنشاء أجنة مماثلة من الفئران.
حتى أن الجنين يفرز كمية كافية من الهرمون الذي تنتجه النساء الحوامل ما يجعل اختبار الحمل إيجابيا، ما يؤدي إلى نتيجة اختبار إيجابية في المختبر.
ويهدف العلماء أن يكونوا قادرين على إجراء دراسة أخلاقية لما يحدث في المراحل المبكرة جدا من الحمل دون إجراء تجارب على أجنة بشرية حقيقية.
والنموذج الذي طوره الفريق عبارة عن مجموعة من الخلايا التي لا يمكن أن تنمو لتصبح إنسانا.
فالجنين ليس إنسانا، ولا يمكن أن يصبح إنسانا، لأنه لا يمكن زرع الجنين الاصطناعي بنجاح في بطانة الرحم. وعادة ما يعد الجنين جنينا في الفترة من الأسبوع 9 إلى 12، عندما يكون لديه جميع أعضائه الرئيسية ويكون إنسانا يمكن التعرف عليه بوضوح.
ويحتوي نموذج الجنين الاصطناعي على جميع العناصر التي من المتوقع أن يمتلكها الجنين البشري الذي يبلغ عمره 14 يوما، بما في ذلك المشيمة والكيس المحي والأغشية والأنسجة الخارجية الأخرى.
وتحدث العديد من حالات الإجهاض والعيوب الخلقية في هذه الفترة المبكرة، ولكن حاليا لا يعرف سوى القليل عنها.
This could help determine the causes of many birth defects and infertility, develop new techniques for growing tissues and organs for transplantation, and find other solutions that could change medicine forever >> https://t.co/5TKIKXSSJP (4/4) @Beroldak@noashefi@EmilieWildschu1
— Weizmann Institute (@WeizmannScience) September 6, 2023وبحسب الورقة البحثية، فإن نماذج الأجنة البشرية التي حصلت عليها مجموعة حنا قد توفر فرصة غير مسبوقة لإلقاء ضوء جديد على البدايات الغامضة للجنين، والتي لا يعرف سوى القليل عنها لأنه من الصعب جدا دراسة الأجنة في هذه المراحل من الحمل لأسباب أخلاقية وتقنية، ومع ذلك فإن مراحله الأولية تعد حاسمة لتطوره المستقبلي.
وأشار البروفيسور حنا إلى أن الشهر الأول من الحمل ما يزال "إلى حد كبير عبارة عن صندوق أسود". مضيفا: "إن نموذج الجنين البشري المشتق من الخلايا الجذعية يقدم طريقة أخلاقية ويمكن الوصول إليها للنظر في هذا الصندوق. إنه يحاكي بشكل وثيق تطور جنين بشري حقيقي، ولا سيما ظهور بنية هيكله الدقيق بشكل رائع".
Human embryo models grown from #stemCells@naturehttps://t.co/KezXQ3OzLhhttps://t.co/guEdUu5uML
— Phys.org (@physorg_com) September 6, 2023وحتى الآن، لم تكن نماذج الأجنة البشرية دقيقة لأنها لم تحتوي على أنواع الخلايا التي تعد ضرورية لنمو الجنين، بما في ذلك الخلايا التي تشكل المشيمة والغشاء. كما أنها لم تنمو بعد حدود 14 يوما.
وبدلا من الحيوان المنوي والبويضة، استخدم العلماء الإسرائيليون طريقة طورها البروفيسور هانا لبرمجة الخلايا الجذعية متعددة القدرات وإعادة هذه الخلايا إلى حالة أقدم، تُعرف بالحالة الساذجة، بحيث تكون الخلايا الجذعية قادرة على أن تصبح أي نوع من الأنسجة في الجسم.
A @Nature paper presents a model of the human embryo from implantation into the uterus to 14 days after fertilization, generated from genetically unmodified pluripotent stem cells. https://t.co/2QmsNPBULVpic.twitter.com/K9JITtOVcG
— Nature Portfolio (@NaturePortfolio) September 6, 2023???? Our fun journey continues - latest lab preprint is now out in @Nature
Check out in great detail how we derive Complete and Structured human day 14 post-implantation embryo models (SEMs) solely from unmodified HENSM naïve ESCs@Beroldak@EmilieWildschu1@vlad_bndk@noashefi… pic.twitter.com/BP3wduxL1H
وتتوافق هذه المرحلة مع اليوم السابع للجنين البشري الطبيعي، أي في الوقت الذي يغرس فيه نفسه في الرحم.
واستخدم العلماء المواد الكيميائية لتشجيع الخلايا الجذعية على التحول إلى أربعة أنواع من الخلايا اللازمة لتكوين الجنين: خلايا الأديم الخارجي التي تصبح الجنين، والأرومة الغاذية الخلوية التي تصبح المشيمة، والأريمة التحتانية والتي تصبح الكيس المحي الداعم، وخلايا الأديم المتوسط خارج الجنين والتي تصبح جزءا من الكيس السلوي.
إقرأ المزيدوتم خلط نحو 120 خلية معا بنسبة دقيقة، بلغت نحو 0.01 ملم في المجموع. وبحلول اليوم الرابع عشر، كان 1% فقط من الخليط قد تضاعف تلقائيا إلى نحو 2500 خلية وبلغ حجمه نصف ملليمتر.
أما الـ 99% الأخرى فلم تتطور. واقترح علماء آخرون أنه سيكون من الصعب تحديد ما يحدث للإجهاض، وهو أمر يأمل الخبراء أنه قد يكون ممكنا من خلال دراسة نموذج الجنين، عندما فشل 99% من خليط الخلايا في تجميع نفسه.
وتُرك نموذج الجنين لينمو حتى يمكن مقارنته بالجنين البشري الطبيعي بعد 14 يوما من الإخصاب. وهذا هو الحد الأقصى لأبحاث الأجنة الطبيعية بموجب القانون في معظم البلدان.
وشدد العلماء على أنه سيكون من غير الأخلاقي وغير القانوني ومن المستحيل أيضا توليد حمل فعلي من نماذج الأجنة. وذلك لأنه عندما تتجمع الخلايا الـ 120، فإنها تتجاوز النقطة التي يمكن عندها زرع الجنين بنجاح في بطانة الرحم.
وشرح البروفيسور حنا في حديث لصحيفة "ذي غارديان" البريطانية إن الشيء الوحيد الذي يمكن استخدام نموذج الجنين فيه هو توليد أعضاء للزرع.
ويمكن استخدام خلايا الجلد للمرضى لتوليد أجنة نموذجية، والتي يمكن أن تبدأ بعد شهر أو شهرين في نمو الأعضاء التي يمكن استخدامها بعد ذلك لزرعها في المرضى.
المصدر: ديلي ميل
المصدر: RT Arabic
كلمات دلالية: كورونا اجهاض البحوث الطبية التلقيح الصناعي الطب العقم بحوث طب معلومات علمية الخلایا الجذعیة من الخلایا التی تصبح September 6
إقرأ أيضاً:
عفريت الماء.. أعجوبة الخلق الذي يملك ما يحلم به البشر
مع خياشيم ريشية تنبت من رأسه بشكل عجيب، وأقدام مكفوفة، وزعانف ظهرية تمتد على طول جسمه، وذيل ليس أقل غرابة، كان عفريت الماء أو سَمَنْدل المكسيك محل اهتمام البشر منذ قدم الزمن، سواء قبل آلاف السنوات حينما كانت له مهام كبيرة في أساطير حضارة الأزتك، أو الآن حيث يعتبره العلماء أعجوبة طبية نحاول التعلم منها.
حاليا، ينتشر عفريت الماء في مناطق عدة حول العالم حيث تتم تربيته كحيوان أليف، إلا أن موطنه الأصلي هو مجمع بحيرة زوتشيميلكو، قرب مدينة مكسيكو، وهو مهدد بالانقراض بشدة، ويُقدر أن ما تبقى من هذا الكائن يتراوح بين 50 إلى 1000 سمندل فقط.
السمندل المكسيكي آكل للحوم، ويتغذى على الأسماك الصغيرة والقشريات والحشرات، ينمو الفرد البالغ من هذه العائلة عادة إلى حوالي 15-45 سم في الطول، لكنه يظل محتفظا بسماته الشابة لا تتغير.
كائن بسيط بقدرات خارقةوما لفت انتباه العلماء في هذا الكائن منذ عقود، القدرة العجيبة على تجديد الأطراف بالكامل، بما في ذلك العظام والعضلات والأوعية الدموية والأعصاب والجلد الذي يغطيها، كما يمكنه تجديد الأعضاء بالكامل بما في ذلك عضلات القلب، وحتى أجزاء من الدماغ والحبل الشوكي، واستعادة الوظيفة العصبية إلى مستوى ما قبل الإصابة.
فقط فكر في الأمر، فهو يشبه قدرات أفلام الخيال العلمي، إذا جرح البطل في أي مكان بجسمه تعود الأنسجة لتلتئم بلا ندب، وإذا قطعت يداه أو قدماه تنمو من جديد، وإذا ضرب بسكين شفي جسمه وكأننا نرجع بالزمن للخلف.
في الواقع، يمكن لخلايا عفريت الماء العودة إلى حالة تشبه الخلايا الجذعية بعد الإصابة، وهي خلايا غير متخصصة تتميز بقدرتها الفريدة على الانقسام والتجدد لتكوين خلايا جديدة، بالإضافة إلى قدرتها على التحول إلى أنواع مختلفة من الخلايا في الجسم.
تلعب هذه الخلايا دورا محوريا في النمو، تجديد الأنسجة، وإصلاح الأضرار، مما يجعلها محط اهتمام كبير في مجالات الطب والأبحاث.
ورغم العودة إلى حالة تشبه الخلايا الجذعية، تحتفظ هذه خلايا عفريت الماء "بالذاكرة الموضعية"، بمعنى أنها تتمكن من النمو لتجديد أنسجة معينة في المواقع الصحيحة، فإذا فقد الكائن قدما أمامية، فإن خلايا تلك المنطقة تنمو لتصنع قدما أمامية تمثل تقريبا نسخة من القدم المفقودة.
ولذلك، فإنه على عكس البشر والعديد من الحيوانات الأخرى، تلتئم جروح هذه الكائنات دون تكوين ندبة، مما يعني خلاص كامل وتام من أثر الإصابة بشكل يعد الأكثر مثالية في عالم الحيوان.
وإلى جانب ذلك، يتمتع سمندل المكسيك بجهاز مناعي يدعم عملية التجدد، حيث تعمل الخلايا البلعمية (نوع من الخلايا المناعية) على إزالة الحطام وبقايا التلف بشكل نشط وبذلك تعزز نمو الأنسجة، على عكس البشر، حيث تؤدي الاستجابات المناعية غالبا إلى الالتهابات.
وعلى عكس العديد من الأنواع الأخرى، يحتفظ السمندل المائي بقدراته التجديدية طوال حياته. في معظم الحيوانات، تقل القدرة التجديدية مع تقدم العمر، لكن السمندل المائي يظل قادرا على تجديد حتى الهياكل المعقدة مثل الحبل الشوكي أو أجزاء من الدماغ في أي مرحلة من مراحل الحياة.
سعي للفهمفي عام 2018، تم تحديد تسلسل الحمض النووي لعفريت الماء لأول مرة بشكل كامل، في قفزة علمية رائدة مثلت أولى الخطوات الهامة لفهم هذا الكائن، وتم الكشف عن أنه يحمل أكبر جينوم حيواني تمت دراسته على الإطلاق، وفورا بدأ العلماء في دراسة هذا الجينوم العملاق لفهم أسباب قدرة هذا الكائن على التجدد.
وفي عام 2020، حدد الباحثون الجينات التي يعتقدون أنها مسؤولة عن تجديد أنسجة سمندل المكسيك، وفي عام 2023 حقق باحثو جامعة ستانفورد قفزة إضافية إلى الأمام في فهم ما يميز السمندل عن الحيوانات الأخرى.
وبحسب الدراسة، التي نشرها الفريق في دورية نيتشر، ظهر أن السمندل لديه نسخة شديدة الحساسية من جزيء "إم تور"، الذي يعمل كمفتاح تشغيل وإيقاف لإنتاج البروتين.
ومثلما يفعل الناس في حالة الكوارث، عندما يملؤون أقبية منازلهم بأطعمة غير قابلة للتلف للأوقات الصعبة، تخزن خلايا السمندل جزيئات الحمض النووي الريبي، التي تحتوي على تعليمات وراثية لإنتاج البروتينات.
بعد الإصابة يفعّل هذا الجزيء، فيعطي إشارة لاستخراج الحمض النووي المخزن، واستخدامه لإنتاج البروتينات اللازمة لتجديد الأنسجة بسرعة.
ولفهم الفكرة، لا بد من معرفة ما تعنيه هذه الجينات، وهي ببساطة شفرات الحياة التي ترثها عن أبويك ويرثها السمندل عن أبويه، تخيل الجسم كفيلم سينما معروض على الشاشة، هذا الفيلم بالأصل يتكون من شريط طويل مشفر عليه المشاهد، هنا يلتقي البطل بحبيبته لأول مرة، وهنا يعترف لها بحبه، وفي موضع ثالث على الشريط تتركه لأحزانه وحيدا.
كذلك تحتوي خلايا كل كائن حي على شريط طويل من الوحدات الكيميائية الممثلة لما يعرف باسم "الحمض النووي"، يوجد في نواة كل خلية من خلاياه، وكل مجموعة من تلك الوحدات تمثل جينا، هنا جين يعبر عن لون الجلد، وهنا جين آخر يعبر عن طبيعة العينين، وهناك جين يعبر عن طول العظام.. إلخ، وصولا إلى أدق التشكلات الجزيئية والتفاعلات الكيميائية في أجسامها.
لكن مثلما يترجم شريط السينما على الشاشة إلى فيلم، فهناك طريقة في أجسادنا تترجم خلالها تلك الشفرات الجينية إلى بروتينات.
البروتين هو كل شيء في جسم الكائن الحي، بداية من مكونات العضلات والأجهزة ووصولا إلى أدق التكوينات العاملة في الخلايا الصغيرة، ولبنائه تترجم الخلية جزءا محددا من الشفرة الوراثية الموجودة داخل نواتها إلى بروتينات، عبر عملية النسخ عن طريق ما يسمى الحمض النووي الريبي، فكر في هذا المركب كرسول، يحمل المعلومات من الحمض النووي (الموجود في النواة) إلى أجزاء الخلية التي تترجمها لتصنع البروتينات.
أمل للبشريةلكن ما سبق ليس كل شيء، فالأمر معقد للغاية، والخطوات الواقعة ما بين الإصابة وتجديد الأنسجة تتضمن الكثير من الإشارات والمسارات الكيميائية التي تحفز تكاثر الخلايا وتمايزها وتنظيم الأنسجة بشكل شبه مثالي.
كما يعتمد التجديد في عفريت الماء على وجود الأعصاب، وهو أمر ما زال يخضع للدراسة، حيث تطلق الأعصاب عوامل نمو محددة توجه نمو الأنسجة، وإذا تضررت الأعصاب أو غابت، فقد يضعف التجديد، مما يدل على التفاعل الحاسم بين الجهاز العصبي والعمليات التجديدية.
وفي حال تمكن العلماء من فك شفرة قدرة هذا الكائن المدهشة، فإن ذلك سيفتح الباب للكثير من الإنجازات في مجال الطب التجديدي، والذي يهدف إلى إصلاح أو استبدال الأنسجة والأعضاء التالفة أو المريضة أو التي تواجه أعراض الشيخوخة.
ومن الأمثلة على ذلك، تعديل الجينات لعلاج الأمراض الوراثية أو تعزيز قدرة الجسم على الشفاء، وتطوير أدوية تحفز الجسم على تجديد أنسجته بشكل طبيعي، مثل الأدوية التي تعزز نمو العظام أو الغضاريف، واستخدام الخلايا الجذعية لإعادة بناء الأنسجة التالفة، مثل إصلاح القلب بعد النوبات القلبية، أو علاج أمراض الأعصاب كالتصلب المتعدد.
موعد مباريات دور الثمانية لبطولة دوري الأمم الأوروبية