دانشمندان از سلول‌های پوست برای تولید اسپرم و تخمک مصنوعی استفاده کردند

دانشمندان اشکال ابتدایی اسپرم و تخمک مصنوعی را در یک بخش پزشکی تولید کرده اند که می‌تواند دانش ما را در زمینه بیماری‌های وابسته به تخمک و مشکلات باروری متحول سازد. دانشمندان دانشگاه Cambridge مراحل اولیه سلول‌های جنسی را با کشت سلول‌های بنیادی جنینی انسانی تحت شرایط بسیار کنترل شده به مدت یک هفته ایجاد کردند.

آنها در ادامه موفقیت‌های خود همین روش را برای تبدیل بافت پوست فرد بالغ به پیش سازهای اسپرم و تخمک ادامه داده و امیدوارند بتوانند سلول‌های جنسی را تولید کنند که از لحاظ ژنتیکی با سلول‌های بیمار تشابه کامل داشته باشد. این سلول‌ها باید توانایی رشد به صورت یک اسپرم یا تخمک بالغ را داشته باشند هرچند چنین عملی هرگز در آزمایشگاه انجام نشده است. مرحله بعدی تزریق این سلول‌ها به تخمدان یا بیضه موش است تا ببینند آیا این سلول‌ها به صورت کامل در حیوان رشد می‌یابند یا خیر.

در ادامه مطلب با بیونت همراه باشید

قوانین انگلیس استفاده از اسپرم و تخمک مصنوعی را توسط کلینیک‌های باروری برای بارور ساختن زوج‌های نابارور منع می‌کند. اما اگر این قانون بازنگری شود، سلول‌های پوست می‌توانند برای تبدیل شدن به اسپرم و تخمک با تشابه ژنتیکی مورد استفاده قرار گرفته و در درمان IVF کاربرد داشته باشند. سلول‌های پوست یک خانم تنها می‌توانند برای تولید تخمک به کار روند زیرا فاقد کروموزوم Y هستند. در حالی که از لحاظ تئوری سلول‌های به دست آمده از پوست یک مرد می‌توانند هم برای تولید تخمک و هم برای تولید اسپرم به کار روند هرچند بر اساس نظر سرپرست این گروه از پژوهشکده Gurdon دانشگاه Cambridge دکتر Azim Surani با دانش موجود این کار زیاد مورد قبول نخواهد بود.

دکتر Surani در این زمینه می‌گوید:

" غیر ممکن نیست که بتوانیم از این سلول‌ها برای تولید سلول‌های جنسی استفاده کنیم اما اینکه آیا می‌توانیم آنها را به کار بریم سؤال دیگری است که موکول به زمان دیگری خواهد شد."

پیش از این محققان موفق به تولید اسپرم و تخمک از سلول‌های بنیادی جوندگان شده بودند اما موفق به چنین کاری با استفاده از سلول‌های انسانی نبودند. در سال ۲۰۱۲ دانشمندان ژاپنی تخمک‌های موشی را از سلول‌های بنیادی ایجاد کرده و از آنها برای تولید جنین موش استفاده کردند. سه سال پیش دانشمندان دانشگاه Newcastle ادعا کردند که سلول‌های اسپرم انسانی را از سلول‌های بنیادی تولید کرده اند اما مقاله آنها شامل قانون تقلب در مقاله شد. همچنین در سال ۲۰۰۲ محققان آمریکایی موفق به ایجاد موش‌های مذکر و مؤنث از سلول‌های بنیادی موش نر شدند.

گروه Surani پیش از موفقیت در فرآیند کشتی که نیمی ‌از سلول‌های بنیادی انسانی را در ظرف کشت به پیش سازهای اسپرم و تخمک تبدیل کند، روش‌های متفاوتی را آزمودند. در طول یک فرآیند پنج روزه، دانشمندان مواد شیمیایی طبیعی را به نام عوامل رشد به محیط اضافه کردند تا سلول‌ها را در مسیر درست رشد قرار دهند. دکتر Surani می‌افزاید:

" این فرآیند بسیار سریع است. اکنون می‌توانیم هر رده سلول بنیادی جنینی که می‌خواهیم را با قرار دادن در شرایط مناسب پس از پنج تا شش روز به سلول‌های پیش ساز جنسی تبدیل کنیم."

جزئیات این طرح که با همکاری پژوهشکده Weizmann انجام شد در مجله Cell به چاپ رسیده است. از طریق مطالعه این سلول‌ها دانشمندان امیدوارند بتوانند چگونگی تبدیل و بالغ شدن سلول‌های اسپرم و تخمک به سلول‌های جنسی بالغ را مشخص کنند. توانایی تولید اسپرم و تخمک نابالغ از پوست بیماران بدین معنی است که دانشمندان خواهند توانست کشف کنند که این سلول‌ها هنگام به وجود آمدن از افراد سالم و نابارور چه تفاوتی در بلوغ خود خواهند داشت. دکتر Surani اظهار داشت:

" این کار در واقع پایه ای برای تحقیقات آینده است."

شاید به صورت امیدوار کننده تری نیز این سلول‌ها بتوانند راز‌های درمان بیماری‌های وابسته به سن را فاش سازند. هنگامی‌ که انسان‌ها پیر می‌شوند نه تنها جهش‌ها بلکه تغییرات ژنتیکی را نیز در DNA خود تجمع می‌دهند.  این تغییرات اپی ژنتیکی می‌توانند به وسیله سیگار کشیدن، قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی در محیط یا تغذیه و نحوه زندگی ایجاد شوند. اما سلول‌های تولید کننده اسپرم و تخمک از این تغییرات اپی ژنتیک در مراحل اولیه رشد در امان هستند. دکتر Surani معتقد است:

" این یافته‌ها می‌توانند به ما بگویند که چگونه می‌توانیم این جهش‌های اپی ژنتیک را حذف کنیم. اپی ژنتیک برای تنظیم بیان ژن‌ها به کار می‌رود اما در بیماری‌های وابسته به سن این تغییرات می‌توانند ناقص بوده و ژن‌ها را به طور اشتباه تنظیم کنند."

دکتر Allan Pacey از دانشگاه Sheffield معتقد است سلول‌هایی که دکتر Surani به وجود آورده است می‌توانند کاربرد‌های دیگری نیز داشته باشند. هنگامی ‌که مردان در معرض شیمی ‌درمانی قرار می‌گیرند نابارور می‌شوند. منبع سلول‌های اسپرم انسانی می‌تواند برای فهم دلیل این کار و تولید داروهای ضد سرطان جدید که به اسپرم‌ها آسیب نرسانند مورد استفاده قرار گیرد.

در طی این تحقیق گروه Surani کشف کردند که ژنی خاص به نام SOX17 برای تبدیل سلول‌های بنیادی انسانی به مراحل اولیه اسپرم و تخمک ضروری است. این یافته بسیار هیجان انگیز بود زیرا ژن مشابه آن در موش نقشی ایفا نمی‌کرد. دکتر Surani معتقد است:

"موش‌ها مدل‌های کلیدی برای مطالعه رشد پستانداران هستند و ما معمولا تحقیقات موش‌ها را به انسان‌ها تعمیم می‌دهید. این بررسی نشان داد که تعمیم دادن مطالعات نمی‌تواند کاملا قابل اعتماد باشد. هرگز نمی‌گویم که تمام کارهای انجام شده در موشها در انسان قابل انجام نیست اما تفاوت‌های بنیادینی وجود دارد که باید از آنها آگاه باشیم."

منبع: Cell