به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، تولید حیوانات کایمریک از طریق ترکیبی از جنین اولیه با سلول‌های همولوگ تعریف شده است.  تاکنون تولید کایمر در جوندگان به خوبی نشان داده شده است، اما تاکنون در گونه‌های دیگر از جمله نخستی‌های غیرانسانی، به دلیل ناتوانی مطابقت زمانی و مکانی سلول با وضعیت تکوینی جنین میزبان گزارش نشده است. در مطالعه­‌ای که به تازگی در مجله Cell منتشر شد، محققان با آزمایش شرایط کشت مختلف برای ایجاد سلول‌های بنیادی رویانی (ESCs) میمون، توانستند یک روش‌ بهینه برای کشت جنین کایمریک ارائه دهند. آن‌ها ابتدا به محیط­‌کشتی رسیدند که طبق مطالعات، باعث تولید سلول­‌های بنیادی پرتوان naïve انسانی با سطوح بالای بیان ژن­‌های پرتوانی حالت naïve و بدون ناهنجاری کاریوتایپ در کشت طولانی مدت می­‌شد. در مرحله بعد، پروتکل‌های تزریق به بلاستوسیت میمون و کشت آزمایشگاهی جنین‌های حاصل را بهینه کردند و در نهایت باعث ایجاد یک میمون کایمریک زنده با سهم بالایی از سلول­‌های پرتوان (تا 90% در برخی بافت‌ها) از ESCهای naïve شدند. این مطالعه با تولید میمون‌های کایمریک زنده، یک رویکرد قدرتمند برای تولید مدل‌های میمون دستکاری‌شده ژنتیکی‌شده برای تحقیقات پایه ارائه می‌کند.

سلول‌های بنیادی پرتوان naïve  و prime

سلول‌های بنیادی پرتوان (PSCs) انسانی کشت شده در شرایط آزمایشگاه دارای ویژگی‌های مشترکی با سلول‌های بنیادی اپی­‌بلاست موش پس از لانه­‌گزینی هستند که تحت عنوان"prime" شناخته می­‌شوند؛ در مقابل، سلول‌های بنیادی پرتوان موش قبل از لانه­‌گزینی "naïve" نامیده می­‌شوند. گروه‌های متعددی با استفاده از محیط‌کشت‌های حاوی ترکیباتی مانند فاکتورهای رشد و کوچک مولکول‌های مهارکننده‌ی مسیرهای سیگنالینگ یا تنظیم‌کننده‌های اپی­‌ژنتیک، تبدیل PSCهای انسانی را به PSCهای naïve گزارش کرده‌اند.

تولید میمون سینومولگوس کایمریک

تولید حیوان کایمریک، یک روش جهت اثبات پرتوانی سلول‌های بنیادی است، اما در نخستی­‌های غیرانسان به دلیل عدم تطابق رشد سلول­‌های دهنده با بلاستوسیست جنین میزبان و در نتیجه حذف رقابتی آن­‌ها، کایمریسم ضعیفی از آن­‌ها به دست می­‌آید. به تازگی دانشمندانی که در چین مستقر هستند، یک کایمر میمون با دو مجموعه DNA ایجاد کرده‌اند، کار آزمایشی که به گفته آن‌ها می‌تواند در نهایت به تحقیقات پزشکی و حفاظت از گونه‌های در حال انقراض کمک کند. این میمون که 10 روز قبل از معدوم شدن زندگی می‌کرد، با ترکیب سلول‌‌های بنیادی یک میمون سینومولگوس - که به عنوان ماکاک خرچنگ خوار یا دم دراز نیز شناخته می‌شود - با یک جنین ژنتیکی متمایز از میمون ساخته شد. همان گونه میمون به گفته محققان، این اولین تولد زنده در جهان از کایمرای نخستی است که با سلول‌های بنیادی ایجاد شده است.

مدل‌سازی بیماری‌های تخریب‌کننده عصبی

پیشرفت در مسابقه برای ایجاد مدل‌های آزمایشگاهی از جنین‌های انسانی امیدها و نگرانی‌ها را افزایش می‌دهد میگوئل استبان، محقق اصلی در موسسه گوانگژو، یکی از نویسندگان این مطالعه، گفت: «این مایه دلگرم‌کننده است که کایمر میمون زنده ما سهم بزرگی (از سلول‌های بنیادی) در مغز داشته است، که نشان می‌دهد در واقع این رویکرد باید برای مدل‌سازی بیماری‌های تخریب‌کننده عصبی ارزشمند باشد. او افزود: « اگر بتوان کایمرهای میمون را بین دو گونه از گونه‌های نخستی غیرانسانی که یکی از آنها در خطر انقراض است به دست آورد، ارزش بالقوه‌ای برای حفاظت از گونه‌ها دارند.»

تاریخچه تولید کایمر در تحقیق و کاربردهای آن

واژه کایمرا از موجودات هیبریدی هیولایی که اسطوره‌های یونانی را پر می‌کنند سرچشمه می‌گیرد، اما موش‌های کایمریک برای اولین بار در دهه 1960 ایجاد شدند و معمولاً در تحقیقات زیست‌پزشکی مورد استفاده قرار می‌گرفتند. موش‌های آزمایشگاهی کایمریک به دانشمندان اجازه می‌دهند تا نحوه تعامل سلول‌های طبیعی با سلول‌های تغییریافته یا جهش یافته ژنتیکی را ردیابی کنند که برای درک فرآیندهای بیولوژیکی و بیماری مفید است. به گفته دانشمندان، اما تحقیقات روی موش‌ها محدودیت‌هایی وجود دارد. زیرا موش‌ها بسیاری از جنبه‌های بیماری‌های انسانی را بازتولید نمی‌کنند، زیرا فیزیولوژی آنها بسیار متفاوت از ماست. ژن لیو، نویسنده ارشد این مطالعه، از آکادمی علوم چین، گفت: در مقابل، انسان و میمون تکامل نزدیکی دارند، بنابراین بیماری‌های انسانی را می‌توان به طور صادقانه‌تری در میمون‌ها مدل‌سازی کرد. کایمر‌های انسان و حیوان است که حاوی برخی سلول‌های انسانی و برخی سلول‌های گونه‌های دیگر است. دانشمندان جنین‌های موش را ایجاد کرده‌اند که بخشی از انسان است و در سال 2021، دانشمندان گزارش دادند که جنین‌های کایمریک انسان و میمون را پرورش داده‌اند. دانشمندان امیدوارند که کایمراهای بخشی از انسان ممکن است روزی به پر کردن تقاضا برای پیوند اعضا کمک کنند. در ماه سپتامبر، نیز محققان گزارش دادند که کلیه‌هایی را درحیوانات رشد داده‌اند که عمدتاً حاوی سلول‌های انسانی در داخل جنین خوک است. لیو در یک نشست خبری گفت که تلاش برای تولید یک کایمر میمون-انسان فراتر از مراحل اولیه تکوینی جنینی، عبور از خط قرمز اخلاقی است.

شیوه ساخت کایمرمیمون

این تیم با استفاده از سلول‌های خارج شده از جنین میمون 7 روزه، 9 رده سلول بنیادی را کشت دادند. محققان سلول‌ها را پرتوان ساختند – این کار به آنها توانایی سازماندهی در انواع مختلف سلول‌های مورد نیاز برای ایجاد یک حیوان زنده را داد. سپس آنها زیرمجموعه ای از سلول‌ها را برای تزریق به جنین های 4 تا 5 روزه ژنتیکی متمایز از همان گونه میمون انتخاب کردند. این سلول‌ها همچنین با یک پروتئین فلورسنت سبز تزریق شدند تا محققان بتوانند تعیین کنند که کدام بافت از سلول‌های بنیادی رشد کرده است. کارآزمایی نشان می‌دهد کلیه خوک اصلاح‌شده با ژن میمون را به مدت ۲ سال زنده نگه می‌دارد، گامی به سوی پیوندهای انسانی طولانی‌تر در جنین‌ها در میمون‌های ماده کاشته شدند که منجر به 12 بارداری و 6 تولد زنده شد. بر اساس این مطالعه، یکی از میمون‌هایی که به دنیا آمد و جنینی که سقط شد، «به طور قابل ملاحظه‌ای کایمریک» بودند که حاوی سلول‌هایی بودند که از سلول‌های بنیادی در سراسر بدنشان رشد می‌کردند. جون وو، دانشیار زیست شناسی مولکولی در مرکز پزشکی جنوب غربی دانشگاه تگزاس، گفت: «این یک مطالعه مهم است، اما من نمی‌توانم آن را پیشرفتی در نظر بگیرم، زیرا کایمرهای تولید شده قابل دوام نیستند.» او افزود که این تیم همچنین نتوانسته است نشان دهد که سلول‌های بنیادی مورد استفاده برای تولید کایمر‌ها توسط فرزندان به ارث می‌رسد - چیزی که برای تولید مدل‌های بیماری میمون برای تحقیقات پزشکی ضروری است. لازم به ذکر است که وو در این مطالعه شرکت نداشت اما روی کایمر انسان و حیوان کار کرده است. بر اساس این مطالعه، درصد مشارکت سلول‌های بنیادی در بافت میمون بین 21 تا 92 درصد بود که میانگین آن 67 درصد در 26 نوع مختلف بافتی بود که مورد آزمایش قرار گرفتند. این درصد به طور قابل توجهی در بافت مغز بالا بود. ژاکوب هانا، استاد زیست شناسی سلول‌های بنیادی و جنین شناسی در مؤسسه علوم Weizmann که در این مطالعه شرکت نداشت، گفت: "این مقاله بسیار خوب و مهمی است." هانا افزود: «این مطالعه ممکن است به ساخت آسان‌تر و بهتر میمون‌های جهش‌یافته کمک کند، درست مانند کاری که زیست‌شناسان سال‌ها با موش‌ها انجام داده‌اند. البته، کار با (پریمات‌های غیرانسانی) کندتر و سخت‌تر است، اما مهم است که در این زمینه نیز پیشرفت کنیم.»

اخلاق تحقیقات پزشکی روی میمون‌ها

استفاده از میمون‌ها در تحقیقات علمی به دلیل نگرانی‌های اخلاقی در مورد رفاه حیوانات یک موضوع بحث برانگیز است. این تیم گفت که از قوانین چین و دستورالعمل‌های بین المللی حاکم بر استفاده از نخستی‌های غیر انسانی در تحقیقات علمی پیروی می‌کند. او خاطرنشان کرد که 40 میمون ماکاک ماده جنین کاشته شده بودند که تنها 12 مورد منجر به بارداری شدند. شش مورد از این موارد منجر به تولد زنده شد، اما تنها یکی از آنها ساختار ژنتیکی مطلوب را داشت. یک دامپزشک پس از 10 روز به دلیل نارسایی تنفسی و هیپوترمی آن را معدوم کرد. بر اساس گزارش هیئت آکادمی ملی علوم، مهندسی و پزشکی که در ماه مه منتشر شد، در ایالات متحده، تحقیقات بر روی پستانداران غیرانسانی 0.5 درصد از کل حیوانات مورد استفاده در تحقیقات علمی را تشکیل می‌دهد. بنابراین این آمار نگران کننده نیست.

پایان مطلب/.