به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، یک تیم تحقیقاتی چینی از مؤسسه بیومدیسین و سلامت گوانگژو اعلام کرده است که برای نخستین‌بار، ساختاری از قلب که با سلول‌های انسانی در یک جنین خوک پرورش داده شده، به مدت ۲۱ روز به طور مستقل تپیده است. مطالعه‌ای که توسط تیم «لای لیانگ‌شو» از زیرمجموعه آکادمی علوم چین انجام شده، در تاریخ ۱۲ ژوئن در نشست سالانه انجمن بین‌المللی تحقیقات سلول‌های بنیادی در هنگ‌کنگ ارائه شد. پیش از این، این تیم موفق به پرورش کلیه‌های انسانی در بدن خوک برای مدت ۲۸ روز شده بود. بر اساس گزارشی که در ۱۳ ژوئن در مجله Nature منتشر شد، پژوهشگران سلول‌های بنیادی انسانی را با وارد کردن ژن‌هایی برای جلوگیری از مرگ سلولی و افزایش بقاء، بازبرنامه‌ریزی کردند تا بتوانند در بدن خوک‌ها دوام بیاورند.

تارخچه تولید کایمراهای انسان–خوک

حدود سال ۲۰۱۶ پژوهشگران آمریکایی و مؤسسه سالک موفق شدند سلول‌های بنیادی انسانی را به جنین خوک تزریق کنند و با حذف ژن‌های هدفمند (CRISPR)، تکوین اندامی مانند لوزالمعده را سردمداری انسانی کنند. این جنین‌ها برای حدود ۲۸ روز رشد می‌کردند و جزئی از سلول‌های انسانی در اندام‌هایی چون لوزالمعده مشاهده شد. در همین راستا گروهی موفق شدند که کلیه‌هایی با منشا انسانی را در داخل جنین‌ خوک پرورش دهند. این کلیه‌ها تا حدود ۶۰٪ از سلول‌های انسانی تشکیل شده بودند، در حالی که بقیه همچنان از بافت خوکی بودند. پژوهش‌ها نشان داد که این پيش‌رفت، باوجود ملاحظات اخلاقی و خطر ورود سلول انسانی به مغز خوک، گامی بزرگ در حوزه زیست‌مهندسی است . در ادامه پژوهشگران چینی از «مؤسسه زیست‌پزشکی گوانگژو» گزارش دادند که برای اولین بار جنین خوک حامل قلب تپنده‌ با سلول‌های بنیادی انسانی را تولید کردند. این جنین‌ها تا حدود ۲۱ روز زنده ماندند و قلب‌هایی با اندازه‌ای مشابه قلب انسان در همان مرحله جنینی پیدا شد. این قلب‌ها در بخش‌هایی دارای سلول‌های انسانی بودند (با نشانگرهای فلورسانس)؛ اگرچه هنوز بافت کامل انسانی حاصل نشده است.

شیوه مطالعاتی

در مرحله اولیه بلاستوسیست، یکی از مراحل اولیه بارداری که در آن توده‌ای از سلول‌ها شکل می‌گیرد، سلول‌های بنیادی انسانی اصلاح‌شده به جنین‌های خوک تزریق شدند. سپس این جنین‌ها به رحم خوک‌های ماده جایگزین منتقل شدند. زمانی که جنین به شکل یک توده سلولی درآمده،  سلول‌های بنیادی انسانی اصلاح‌شده به جنین‌های خوک تزریق شد و سپس این جنین‌ها در رحم خوک‌های جانشین قرار گرفتند.

نتایج کسب شده از مطالعه

پژوهشگران مشاهده کردند که ساختار قلبی جنینی تا اندازه‌ای معادل اندازه قلب انسان در همان مرحله تکوینی رشد کرده و همچنان در حال تپیدن است. با استفاده از نشانگرهای درخشان (بیولومینسانس) که به‌طور پیش‌فرض به سلول‌های انسانی چسبانده شده بودند، پژوهشگران توانستند نور حاصل از این سلول‌ها را هم‌زمان با ضربان قلب جنین ثبت کنند. به گفته لای، جنین‌های اصلاح‌شده دارای قلب‌هایی با اندازه طبیعی بودند، اما مشخص نشد که چه بخشی از سلول‌های این قلب‌ها انسانی بوده‌اند. جنین‌ها تنها به مدت ۲۱ روز زنده ماندند. لای در این‌باره گفت: «سلول‌های انسانی ممکن است عملکرد قلب خوک را مختل کنند.» در سپتامبر ۲۰۲۳، تیم لای توانسته بود کلیه‌های ابتدایی انسانی با ۷۰ درصد سلول انسانی را در جنین خوک پرورش دهد که مقاله آن در جلد مجله Cell Stem Cell چاپ شد.

انقلابی در پیوند اعضا

این فناوری می‌تواند انقلابی در پیوند اعضا ایجاد کند، اما کاربردهای بالینی آن احتمالاً سال‌ها زمان خواهد برد. در همان کنفرانس، تیمی از مرکز سرطان MD Anderson دانشگاه تگزاس، به رهبری «شن شی‌لینگ»، اعلام کرد که سلول‌های انسانی را در روده، کبد و حتی مغز جنین‌های موش ادغام کرده‌اند. بر خلاف روش فنی تیم لای، تیم اندرسون ابتدا سلول‌های بنیادی انسانی را بازبرنامه‌ریزی کرده و سپس مینی‌نسخه‌هایی از اندام‌ها (ارگانوئیدها) را در ظروف آزمایشگاهی پرورش داده‌اند. یک ماه پس از تولد، حدود ۱۰ درصد از موش‌ها دارای سلول‌های انسانی در روده بودند؛ میزان ادغام در کبد و مغز کمتر بود.

مزایای حیوان خوک برای ساخت عضو

پیوند عضو یکی از روش‌های درمان نارسایی اندام‌هاست، اما به دلیل کمبود شدید اهداکنندگان، دسترسی به آن محدود است. خوک‌ها به دلیل شباهت‌های آناتومیکی با انسان، گزینه‌های مناسبی برای پیوند اعضا محسوب می‌شوند، اما واکنش‌های ایمنی بدن انسان مانع از پذیرش مستقیم اعضای خوک می‌شود. پرورش اعضای انسانی در بدن خوک می‌تواند راه‌حلی برای این مشکل باشد.

تولید کایمراهای انسان-حیوان

این حوزه تحقیقاتی با عنوان کایمراهای انسان-حیوان شناخته می‌شود که به ترکیب سلول‌ها یا بافت‌های انسانی و حیوانی در یک موجود زنده اشاره دارد. با این حال، این نوع پژوهش‌ها بحث‌های اخلاقی گسترده‌ای را برانگیخته‌اند. چین سال گذشته مقرراتی را وضع کرد که براساس آن، انتقال سلول‌های انسانی به حیوانات غیرانسانی برای اهداف تحقیقاتی تنها در صورتی مجاز است که سایر روش‌ها نتوانند پاسخگوی نیاز تحقیق باشند. در این کنفرانس، «هیروتسو ناکاووچی» از دانشگاه استنفورد تأکید کرد که برای تأیید منشاء انسانی سلول‌های قلب در این آزمایش خوک، نیاز به بررسی‌های بیشتری است، چراکه درخشش سلول‌های فلورسانس در قلب نمی‌تواند به طور قطعی ادغام کامل با سلول‌های خوک را نشان دهد.

چالش بعدی تحقیق انجام شده

همچنین، «هیدکی ماساکی» از مؤسسه علوم توکیو افزود: «برای آنکه قلب‌ها قابلیت پیوند پیدا کنند، باید به‌طور کامل از سلول‌های انسانی تشکیل شده باشند تا از بروز واکنش‌های ایمنی جلوگیری شود.» در ۱۶ ژوئن، مجله Nature در یادداشتی اشاره کرد که «کایمراهای انسان-حیوان حوزه‌ای هیجان‌انگیز اما پرچالش در تحقیقات هستند. در این روش، سلول‌های انسانی درون جنین‌های حیوانی رشد داده می‌شوند و به پژوهشگران اجازه می‌دهند تا نحوه رشد بافت‌های انسانی را مطالعه کنند. هدف بلندمدت، پرورش اعضای انسانی برای پیوند است.» نگرانی عمده محققان این زمینه تمایل سلول‌های انسانی به نفوذ به مغز جنین خوک است، که ممکن است منجر به جنین‌هایی با ویژگی‌های انسانی ذهنی شود؛ بنابراین تحقیق‌ها با حساسیت و تحت موانع اخلاقی و قانونی بسیار انجام می‌شوند.هنوز معلوم نیست چه درصدی از سلول‌های قلبی انسانی بوده‌اند و مدت زمان رشد این قلب‌ها کافی نیست. هدف بعدی، توسعه روش‌هایی برای رشد کامل و بلندمدت این قلب‌ها در رحم خوک است.

پایان مطلب/.