به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، دانشمندان مؤسسه‌ی بیوانفورماتیک کاتالونیا (IBEC) در اسپانیا، موفق به ضبط فیلمی شدند که نشان می‌دهد جنین انسان چگونه در یک مدل ژله‌ای از بافت رحم کاشته می‌شود. این ژل از پروتئین‌هایی تشکیل شده که در رحم طبیعی نیز یافت می‌شوند، از جمله کلاژن. جنین‌هایی که در این آزمایش استفاده شدند، از زوج‌هایی که تحت درمان IVF (لقاح آزمایشگاهی) بودند، اهدا شده بودند. مقاله‌ای که به‌تازگی در تاریخ ۱۵ اوت ۲۰۲۵ منتشر شده، خبر از یک دستاورد علمی بی‌سابقه می‌دهد: برای اولین بار، دانشمندان توانسته‌اند فیلمی واقعی از فرآیند کاشت جنین انسان در در یک مدل آزمایشگاهی ازرحم را ثبت کنند.

فرایند کاشت جنین‌های پستانداران

جنین‌های پستانداران، رشد خود را به‌طور مستقل در فضای درونی رحم (lumen) مادر آغاز می‌کنند، پیش از آن‌که به آندومتر (بافت پوششی داخلی رحم) متصل شوند و به‌تدریج رابطی با بدن مادر برقرار کنند. این رویدادها که "کاشت جنین" (implantation) نامیده می‌شوند، حاصل یک نوآوری تکاملی در پستانداران هستند و اساس بارداری درون‌رحمیِ طولانی‌مدت آن‌ها را تشکیل می‌دهند. شکست در مرحله‌ی کاشت یکی از علل اصلی ناباروری است و مسئول ۶۰٪ از سقط‌های خودبه‌خودی محسوب می‌شود. در جریان کاشت، اپی‌بلاست (epiblast) که بخشی از بلاستوسیست (مرحله‌ای از رشد اولیه جنین) است، تمایز یافته و در نهایت به تمام بافت‌های جنینی تبدیل می‌شود. این فرآیند با گذر از یک ساختار کروی که دارای محور تقارن قطبی/غیرقطبی (polar/apolar) است، به تقارن دوطرفه (bilateral) پس از کاشت با محورهای مشخص قدامی-خلفی (A-P) و نزدیک-دور (P-D) منتهی می‌شود.

فرآیند نفوذ بلاستوسیست در رحم

فرآیند نفوذ بلاستوسیست توسط لایه‌ی بیرونی آن، یعنی تروفکتودرم (TE)، انجام می‌شود؛ این لایه پس از اتصال به آندومتر، وارد آن شده و ارتباطی با سیستم خون‌رسانی مادر برقرار می‌کند. تروفکتودرم به‌تدریج به جفت (placenta) تبدیل می‌شود. عمق نفوذ تروفوبلاست در بین پستانداران دارای جفت، متفاوت است: جنین انسان به‌صورت "درون‌بافتی" رشد می‌کند، به‌طوری‌که کاملاً در بافت‌های رحمی فرومی‌رود؛ در حالی‌که جنین موش به‌صورت سطحی‌تر نفوذ می‌کند و در نهایت در یک شکاف رحمی (uterine crypt) محصور می‌شود. در هر دو گونه، جنین آنزیم‌هایی به نام "متالوپروتئیناز" ترشح می‌کند که ماتریکس خارج‌سلولی (ECM) غنی از کلاژن را تجزیه می‌کنند تا نفوذ تسهیل شود. اما تجزیه‌ی ماتریکس به‌تنهایی برای کاشت کافی نیست، چون جنین باید نیروی مکانیکی لازم برای نفوذ به بافت‌های رشته‌ای استرومای رحم را نیز اعمال کند. با این حال، به‌دلیل دسترسی بسیار محدود به این فرآیند به‌ویژه در انسان، ضبط لحظه‌ی کاشت درون‌بدنی (in vivo) تاکنون ممکن نبوده است. بنابراین اطلاعات موجود درباره‌ی سازوکارهای کاشت و نفوذ، غیرمستقیم بوده و بر تصویربرداری از نمونه‌های ثابت‌شده (فیکس‌شده) تکیه دارد.

نقش مکانیک در شکل‌گیری جنین

نقش مکانیک در شکل‌گیری جنین به‌خوبی اثبات شده است. مطالعات مختلف نشان داده‌اند که نیروهای انقباضی و مکانیکی بر مراحل مختلف رشد جنین موش، پیش و پس از کاشت، تأثیر می‌گذارند، مانند فشردگی سلولی (compaction)، تفکیک رده‌های سلولی (lineage segregation)، تشکیل بلاستوسل (blastocoel)، تشکیل ساختار egg cup، و تعیین محور قدامی-خلفی (A-P). همچنین، جنین‌ها نیروهای خارجی مانند انقباضات رحم را تجربه می‌کنند و خود نیز نیروهایی برای بیرون آمدن از پوسته (hatching) اعمال می‌کنند. مطالعه‌ای جدید نشان داده که ۶۸٪ از مدل‌های موش‌های دستکاری‌شده ژنتیکی که منجر به مرگ جنین یا رشد ناقص می‌شوند، دارای نقص در جفت هستند. این موضوع نشان می‌دهد که نقش تروفوبلاست در رشد جنین، هنوز به‌خوبی شناخته نشده است.

در مورد جنین انسان، پیشنهاد شده که تروفکتودرم قطبی نیروی کششی اعمال می‌کند تا جنین را به شکل دیسکی درآورد. اما چون اغلب مطالعات روی اپی‌بلاست تمرکز داشته‌اند، هنوز نکات زیادی درباره‌ی تأثیر نیروهای مکانیکی بر تروفوبلاست و نحوه‌ی کمک آن‌ها به کاشت مشخص نیست. برای غلبه بر محدودیت‌های مربوط به مشاهده‌ی کاشت جنین در بدن، ما یک پلتفرم خارج‌بدنی (ex vivo) توسعه دادیم که امکان تصویربرداری زنده با فلورسانس و میکروسکوپی نیرو (traction force microscopy) را فراهم می‌کند. این سیستم توانست دینامیک کاشت بلاستوسیست را در چهار بعد (۴D = x, y, z, t) و مراحل رشد پیرامون کاشت، در زمان نفوذ اولیه تروفوبلاست، ثبت کند. با اندازه‌گیری تأثیر مستقیم جنین بر داربست ماتریکسی، ما مکانیک پنهان پشت فرآیند کاشت را آشکار کردیم. ما دریافتیم که جنین‌های موش و انسان در طول کاشت، الگوهای خاص به گونه‌ی خود برای اعمال نیرو دارند. همچنین نشان دادیم که جنین‌ها نسبت به نیروهای مکانیکی حساس هستند (mechanosensitive) و نشان دادیم که نیروهای خارجی می‌توانند جهت‌گیری محور P-D را در جنین موش تعیین کرده و به نفوذ در جنین انسان کمک کنند.

یافته‌های کلیدی پژوهش

جنین انسان با نیروی قابل توجهی طی فرآیندی تهاجمی و پیچیده خود را به درون بافت رحم "حفاری" می‌کند. این فرآیند شامل آزادسازی آنزیم‌هایی است که بافت را تجزیه می‌کنند تا جنین بتواند وارد رحم شود. جنین در این حین شروع به ایجاد بافت‌هایی می‌کند که بعدها به بند ناف و جفت متصل می‌شوند.در این مدل، مشخص شد که جنین نه‌تنها تأثیرگذار است، بلکه نسبت به نیروهای خارجی (مانند افزودن سلول‌های دیگر یا فشار از محیط) نیز واکنش نشان می‌دهد. یکی از عوامل اصلی ناباروری، شکست در مرحله کاشت جنین است که حدود ۶۰٪ سقط‌های خودبه‌خودی را شامل می‌شود. پژوهشگران معتقدند انقباضات رحم می‌توانند نقش کلیدی در موفقیت کاشت داشته باشند. رحم انسان به‌طور متوسط یک تا دو بار در دقیقه منقبض می‌شود، و میزان این انقباضات در چرخه قاعدگی تغییر می‌کند. اگر این انقباضات خیلی زیاد یا خیلی کم باشند، احتمال کاشت موفق کاهش می‌یابد. بنابراین ممکن است یک بازه "بهینه" از انقباضات وجود داشته باشد که به موفقیت کاشت کمک می‌کند.

با ضبط این فیلم در «چهار بعد» (شامل زمان به‌عنوان بعد چهارم)، برای اولین بار می‌توان فرآیند کاشت جنین را به‌صورت زنده مشاهده کرد. کاری که در بدن انسان به دلیل خطرات پزشکی قابل انجام نیست. این اطلاعات می‌تواند در بهبود روش‌های درمان ناباروری، از جمله IVF، بسیار مفید باشد.

پایان مطلب/.