تا حالا فکر کردی دانشمندها چطوری می‌تونن وقایع اول زندگی انسان رو که تو شکم مامان شروع میشه، تو آزمایشگاه بازسازی کنن؟ خب، این بار یه تیم تحقیقاتی تونستن با استفاده از سلول‌های بنیادی – همون سلول‌هایی که قابلیت تبدیل شدن به هر نوع سلول رو دارن – یه مدل خیلی باحال از کیسه آمنیوتیک بسازن.
کیسه آمنیوتیک چی هست؟ بذار توضیح بدم: این همون کیسه پرآبیه که دور جنین (یعنی بچه کوچولوی درحال رشد تو رحم) رو می‌گیره. مثل یه بادکنک زیستی عمل می‌کنه که جنین رو از ضربه و خشکی حفظ می‌کنه و نقشش تو رشد سالم جنین خیلی مهمه. اما بررسیش تو بدن انسان خیلی هم راحت نیست چون هم مرحله اولیه بارداری رو سخت میشه دید و هم کلی نگرانی اخلاقی واسه تحقیق روش وجود داره.
حالا قصه چیه؟ پژوهشگرها به سرپرستی سیلویا سانتوس از موسسه فرانسیس کریک لندن یه روش جدید پیدا کردن. سلول‌های بنیادی جنینی رو برداشتن و با دوتا سیگنال خاص به اسم BMP4 و CHIR – اینا مواد شیمیایی هستن که به سلول‌ها جهت میدن که به چه مسیری رشد کنن – تحریکشون کردن. جالب اینه که این سیگنال‌ها رو با فاصله زمانی مشخص (اول BMP4 طی ۲۴ ساعت، بعد CHIR برای ۲۴ ساعت دیگه) به سلول‌ها دادن. بعد اون‌ها رو توی ظرف‌های مخصوص گذاشتن و تقریباً هیچ کاری دیگه‌ای نکردن!
حالا اتفاق جالب اینجا بود که سلول‌ها خودشون خودجوش شروع کردن به جمع شدن و ساختن یه ساختار سه‌بعدی شبیه کیسه آمنیوتیک واقعی – یعنی دقیقاً همون دو لایه‌ای که تو بدن هم دیده میشه، ساختار پرمایع، همه چیز سر جاش! خود سانتوس هم گفته: «اینا مثل توپای گلف کوچولو هستن!»
نکته جذاب دیگه اینه که مدل‌های جدید که خودشون اسمش رو گذاشتن «آمنیویید بعد از گاسترولاسیون» یا به اختصار PGA (گاسترولاسیون یعنی یه مرحله خاص تو رشد جنین که لایه‌های مختلف بدن ازش شکل می‌گیرن – فقط بدونید یه مرحله مهم از آغاز زندگیه)، می‌تونن تا سه ماه هم تو آزمایشگاه زنده بمونن و رشد کنن! یعنی مثل یه کیسه آمنیوتیک یک ماهه، حتی اندازه‌ش هم تا حدود ۲.۵ سانتی‌متر می‌رسه.
یه تصویری هم از PGAs گرفتن که روز هشتم رشدشونو نشون میده. دوتا لایه کیسه دیده میشه، وسطش پُره از مایعه و دورش هم سلول‌های حمایت‌کننده اولیه. خلاصه با میکروسکوپ معلومه که دقیقاً همون چیزی شده که باید بشه!
تیم سانتوس با این مدل‌ها اومدن دنبال پاسخ یه سؤال تاریخی: چی باعث میشه سلول‌ها تصمیم بگیرن کیسه آمنیوتیک بشن؟ با دستکاری ژن‌های مختلف فهمیدن یه ژن به اسم GATA3 مثل سوئیچ عمل می‌کنه یعنی فقط همونو فعال کنن سلول‌ها تبدیل به کیسه آمنیوتیک می‌شن، حتی بدون اون دوتا سیگنال شیمیایی! این ژن مسئول ساخت یه پروتئینه به اسم فاکتور رونویسی – یعنی پروتئینی که روشن و خاموش بودن ژن‌های دیگه رو کنترل می‌کنه. جالب‌تر اینکه همون دو ژن BMP4 و CHIR هم تحت فرمان همین GATA3 هستن.
از اون طرف فهمیدن خود این کیسه‌های ساخته شده تو آزمایشگاه می‌تونن روی سلول‌های اطرافشون اثر بذارن. یعنی چند تا سلول بنیادی دیگه انداختن کنارشون (اینا هنوز تصمیم نگرفته بودن چه سلولی بشن)، دیدن به خاطر تأثیر کیسه آمنیوتیک، اونا هم تبدیل شدن به انواع سلول‌های اضافی جنینی (یعنی سلول‌هایی که نقش حمایتی واسه جنین دارن). خیلی خفن نیست؟
حالا کاربردش چیه؟ این بافت‌های آمنیوتیک خاصیت ضدباکتری و ضدالتهاب دارن. الان بعضی وقتا تو عمل‌های جراحی مثل سوختگی یا ترمیم قرنیه چشم، از کیسه آمنیوتیکی که مادرها موقع سزارین اهداء می‌کنن استفاده میشه. ولی اون بافت‌های اهدائی اصلاً کیفیت و یکنواختی ندارن. تیم سانتوس میگه این مدل جدید PGAs می‌تونه منبع قابل اعتماد و استاندارد سلول‌های موردنظر ما بشه، یعنی همیشه و همه جا با یه کیفیت خوب تولیدش کنیم.
البته یِی ژنگ از دانشگاه سیراکیوز (اِیه استادیار مهندسی زیستی و شیمیایی که جزو اعضای تیم نبود) گفته: باید کلی آزمایش دیگه انجام بشه تا ببینیم واقعاً این مدل‌ها قابل استفاده بالینی هستن یا نه. ضمن اینکه اشاره کرد ما الان می‌تونیم سلول‌های معمولی بدن رو هم به سلول بنیادی تبدیل کنیم (که بهشون می‌گن iPSC یعنی «سلول‌های بنیادی پرتوان القایی» – سلول‌هایی که از سلول بزرگسال ساخته شدن ولی کارایی سلول جنینی رو دارن). اگه با iPSCها هم بشه این PGAs رو ساخت، میشه برای هر بیماری از سلول‌های خودش برای درمان استفاده کرد.
یه کاربرد جالب دیگه: با مدل‌های بهتر کیسه آمنیوتیک، میشه فهمید چرا بعضی وقتا این ساختار مهم تو بدن جنین خوب کار نمی‌کنه. چون بعضی نقص‌های مادرزادی (بیماری‌هایی که بچه‌ها از بدو تولد دارن) به خاطر مشکل تو اندازه یا محتویات همین کیسه پیش میاد.
در کل، سانتوس و تیمش خیلی هیجان‌زده‌ان که این توپکای مینیاتوری چقدر می‌تونن برای علم و درمان‌های پزشکی آینده مفید باشن؛ از ترمیم بافت گرفته تا فهمیدن رمز و رازهای رشد اولیه هر انسانی!
منبع: +
