به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، سلول‌های بنیادی پرتوان نایو (PSCs) معادل‌های اپی‌بلاست اولیه در جنین پستانداران هستند. سلول‌های بنیادی نایو موش و انسان از نظر نیازهای تجدید خود و پتانسیل تمایز به رده‌های فراجنینی با هم تفاوت دارند. در یک مطالعه اخیر، سلول‌های بنیادی پرتوان نوع نایو (PSCs) شامپانزه برای اولین بار در کشت‌های سلولی رشد کرده‌اند. آن‌ها موفق به ایجاد مدل‌های اولیه جنین شامپانزه، به نام "بلاستوییدها" شدند و دریافتند که مهار یک ژن تنظیمی خاص برای تجدید سلول‌های بنیادی پرتوان شامپانزه ضروری است. آن‌ها همچنین یک سیستم کشت بدون نیاز به بستر تغذیه کننده (سلول‌های حمایتی از موش)  ساختند. این یافته‌ها بینش‌های ارزشمندی در مورد جنین‌شناسی نخستی‌ها ارائه می‌دهند و می‌توانند پیشرفت‌هایی در زمینه تحقیقات سلول‌های بنیادی و پزشکی بازساختی ایجاد کنند.

سلول‌های بنیادی پرتوان نایو انسانی

جنین‌های پستانداران جفت‌دار از گروه کوچکی از سلول‌های تمایزنیافته به نام اپی‌بلاست نابالغ naive epiblast رشد می‌کنند، که چند روز پس از لقاح درون توده سلولی داخلی (ICM) بلاستوسیست تشکیل می‌شود. با توجه به اینکه اپی‌بلاست نابالغ منشأ خطوط سلولی جنسی و سلول‌های سوماتیک (بدنی) است، انتظار می‌رود که ویژگی‌های سلولی آن به‌طور بالایی محافظت‌شده (محافظت‌شده تکاملی) باشد و شبکه تنظیم ژنی را کنترل کند. با این حال، ویژگی‌های خاص گونه‌ای مشاهده شده‌اند، و میزان واگرایی تکاملی یا انحراف رشدی هنوز مشخص نشده است. رده‌های سلول‌های بنیادی پرتوان نابالغ (naive PSC) که به‌خوبی با اپی‌بلاست نابالغ در جنین تطابق دارند، از موش، رت (نوعی موش صحرایی) و انسان ایجاد شده‌اند. محیط سیگنالی لازم برای خودنوسازی این سلول‌ها بین موش و رت مشابه، اما نه یکسان است، در حالی که سلول‌های بنیادی پرتوان نابالغ انسانی وابستگی‌های سیگنالی متمایزی دارند. جالب اینکه، تفاوت بین سلول‌های بنیادی پرتوان نابالغ موش و انسان منعکس‌کننده تفاوت‌هایی در بیان ژن و انعطاف‌پذیری رشدی مشاهده‌شده در جنین است. به‌ویژه، سلول‌های بنیادی پرتوان نابالغ انسانی و اپی‌بلاست انسان توانایی تبدیل شدن به تروفواکتودرم را دارند، در حالی که سلول‌های بنیادی جنینی موش (ESCs) و اپی‌بلاست موش محدود به یک دودمان خاص هستند. در نتیجه، نگهداری سلول‌های بنیادی پرتوان نابالغ انسانی – برخلاف موش – نیازمند مهار سیگنال‌هایی است که باعث القای تروفواکتودرم می‌شوند. توانایی سلول‌های بنیادی پرتوان نابالغ انسانی برای تمایز به تروفواکتودرم به این معناست که آن‌ها به‌طور منحصربه‌فردی قادر به تشکیل ساختارهایی شبیه بلاستوسیست به نام بلاستویید هستند، که شامل هر سه دودمان اولیه بوده و پتانسیل هیجان‌انگیزی برای مدل‌سازی جنبه‌هایی از تکوین پیش از لانه‌گزینی و در حین لانه‌گزینی دارند.

چگونگی تمایز سلول‌ها در طول تکوین جنینی اولیه

درک چگونگی تمایز سلول‌ها در طول تکوین جنینی اولیه برای پیشرفت در پزشکی بازساختی و زیست‌شناسی تکوینی حیاتی است. سلول‌های بنیادی پرتوان (PSCs) ابزارهای ارزشمندی در این زمینه هستند زیرا می‌توانند به انواع مختلفی از سلول‌ها در بدن تبدیل شوند و نقش‌های کلیدی در تکوین جنینی اولیه ایفا کنند. متاسفانه، تحقیقات در این زمینه در مورد انسان‌ها و نخستی‌ها به دلیل محدودیت‌های اخلاقی و چالش‌های فنی به مدت طولانی با مشکلاتی روبه‌رو بوده است. سلول‌های بنیادی پرتوان نوع نایو، که نمایانگر یک مرحله تکوین‌ای اولیه‌تر از سلول‌های بنیادی پرتوان معمولی (یا "محرک") هستند، پتانسیل تمایز بیشتری دارند. در حالی که سلول‌های بنیادی پرتوان نایو انسان می‌توانند به بافت‌های جنینی و فراجنینی مانند جفت و کیسه زرده تبدیل شوند، سلول‌های بنیادی پرتوان نایو موش این توانایی را ندارند. این مسأله سوالاتی را ایجاد می‌کند که آیا این پتانسیل گسترش یافته منحصر به انسان‌ها است یا در سایر نخستی‌ها نیز وجود دارد.

درباره مطالعه

در یک مطالعه پیشگامانه که در تاریخ ۲۶ فوریه ۲۰۲۵ در مجله Cell Stem Cell منتشر شد، یک تیم تحقیقاتی به رهبری استاد دانشگاه هیده‌کی ماساکی از موسسه علوم توکیو، ژاپن، برای اولین بار موفق به کشت سلول‌های بنیادی پرتوان نایو از سلول‌های somatic شامپانزه شدند. آن‌ها نه تنها بینش‌های کلیدی در مورد مکانیسم‌های ضروری برای تجدید این سلول‌ها به دست آوردند بلکه برای اولین بار در دنیا موفق به رشد بلاستوییدهای شامپانزه شدند که مدل‌های اولیه جنین هستند. یکی از یافته‌های مرکزی این مطالعه این بود که مهار کمپلکس رپرسور پلی‌کوم ۲ (PRC2)، پروتئینی که می‌تواند فعالیت ژنی و تمایز سلولی را به‌طور دینامیک تنظیم کند، برای رشد سلول‌های بنیادی پرتوان نایو شامپانزه ضروری است. بدون این مهار، سلول‌ها علی‌رغم بازبرنامه‌ریزی اولیه، قادر به تکثیر نبودند.

نتایج کسب شده از مطالعه

تیم تحقیقاتی متوجه شد که سلول‌های بنیادی پرتوان نایو شامپانزه شباهت‌های قابل توجهی با سلول‌های بنیادی پرتوان نایو انسان از نظر الگوهای بیان ژنی و پتانسیل تکوین دارند. این سلول‌ها توانایی تمایز به تروفکتودرم و هایپوبلاست، دو نوع بافت فراجنینی ضروری برای لانه‌گزینی و تکوین جنین، را داشتند. این توانایی به محققان اجازه داد تا بلاستوییدهایی با سه رده سلولی که در اوایل تکوین جنینی وجود دارند، ایجاد کنند. "از آنجا که سلول‌های بنیادی پرتوان نایو شامپانزه قادر به انتقال به توانایی تمایز چندرگه یا تمایز به بافت‌های جنینی اولیه دیگر هستند، می‌توانند مدل مقایسه‌ای عالی برای مطالعه پرتوانی و جنین‌زایی اولیه در نخستی‌ها باشند"، ماساکی اشاره کرد.

هموار کردن راه برای کاربردهای پزشکی بازساختی

یکی دیگر از پیشرفت‌های قابل توجه، ایجاد یک سیستم کشت بدون فیدر برای سلول‌های بنیادی نایو بود. روش‌های سنتی برای کشت سلول‌های بنیادی نایو به لایه‌ای از سلول‌های فیدر مشتق از موش نیاز دارند. نیاز به این سلول‌های حمایتی، حتی در کشت سلول‌های بنیادی انسانی، اجزای اضافی حیوانی را وارد می‌کند که می‌تواند کاربردهای پزشکی بالقوه را پیچیده کند. با استفاده از مهارکننده‌های PRC2، محققان نیاز به سلول‌های فیدر را در کشت طولانی‌مدت سلول‌های بنیادی پرتوان شامپانزه حذف کردند. "موفقیت ما در ایجاد یک تکنیک کشت بدون سلول‌های فیدر می‌تواند راه را برای کاربردهای پزشکی بازساختی هموار کند"، ماساکی گفت. با اثبات اینکه سلول‌های بنیادی پرتوان نایو شامپانزه همان توانایی تمایز گسترش‌یافته‌ای را که در سلول‌های انسانی مشاهده می‌شود دارند، این تحقیق نور جدیدی بر محافظت تکاملی این ویژگی‌ها می‌افکند. علاوه بر این، تکوین مدل‌های بلاستویید شامپانزه ابزاری قدرتمند برای بررسی فرایندهای تکوین جنینی اولیه فراهم می‌آورد. به عنوان دانشمندان همچنان به این یافته‌های هیجان‌انگیز ادامه می‌دهند، درک ما از جنین‌شناسی در میان پستانداران عمیق‌تر خواهد شد و ممکن است منجر به پیشرفت‌هایی در پزشکی بازساختی و زیست‌شناسی تولیدمثل گردد.

پایان مطلب/.