به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، ناباروری یکی از چالش‌های مهم در حوزه سلامت است که میلیون‌ها نفر در سراسر جهان با آن مواجه هستند. در سال‌های اخیر، پیشرفت‌های علمی در زمینه زیست‌فناوری و پزشکی بازساختی، راه‌های جدیدی برای درمان ناباروری ارائه کرده است. یکی از این پیشرفت‌ها، تولید تخمک از سلول‌های بنیادی است که می‌تواند به‌عنوان یک روش نوآورانه برای کمک به افرادی که به دلایل مختلف توانایی تولید تخمک سالم ندارند، مورد استفاده قرار گیرد. دو مطالعه اخیر که در مجلات علمی معتبر منتشر شده‌اند، نشان‌دهنده گام‌های مهمی در این زمینه هستند.

سلول‌های بنیادی چیستند؟

سلول‌های بنیادی، سلول‌هایی با توانایی منحصربه‌فرد برای تبدیل شدن به انواع مختلف سلول‌های بدن هستند. این سلول‌ها می‌توانند به‌طور مداوم تقسیم شوند و خود را تجدید کنند، یا به سلول‌های تخصصی مانند سلول‌های عصبی، عضلانی یا حتی سلول‌های زایا (مانند تخمک و اسپرم) تبدیل شوند. دو نوع اصلی سلول‌های بنیادی که در این مطالعات استفاده شده‌اند، عبارتند از:

1. سلول‌های بنیادی پرتوان القایی (iPSCs): این سلول‌ها از سلول‌های بالغ بدن، مانند سلول‌های پوست، گرفته می‌شوند و با استفاده از روش‌های خاصی به حالت پرتوان (قابلیت تبدیل به هر نوع سلول) بازبرنامه‌ریزی می‌شوند.
2. سلول‌های بنیادی مشتق از بافت چربی: این سلول‌ها از بافت چربی بدن استخراج می‌شوند و به دلیل دسترسی آسان و توانایی بالای تمایز، در تحقیقات پزشکی بسیار مورد توجه هستند.

این دو نوع سلول بنیادی در مطالعات اخیر به‌عنوان منابعی برای تولید تخمک‌های انسانی و شبیه‌سازی فرآیندهای تولیدمثلی استفاده شده‌اند.

تولید تخمک از سلول‌های بنیادی پرتوان القایی

یکی از مطالعات برجسته که در مجله Stem Cell Research & Therapy منتشر شد، به بررسی چگونگی تولید تخمک از سلول‌های بنیادی پرتوان القایی (iPSCs) پرداخته است. این مطالعه توسط تیمی از محققان به رهبری شینگ یانگ انجام شد و بر تمایز سلول‌های سلول‌های بنیادی پرتوان القایی به سلول‌های زایای اولیه (PGCs) و سپس به تخمک‌های اولیه تمرکز داشت.

فرآیند تولید تخمک

محققان در این مطالعه از فناوری پیشرفته CRISPR/Cas9 برای ایجاد سلول‌های سلول‌های بنیادی پرتوان القایی با گزارشگر ژنی SYCP3 استفاده کردند. این گزارشگر به آن‌ها اجازه می‌داد تا وضعیت میوز (تقسیم سلولی که برای تولید تخمک و اسپرم ضروری است) را در طول تمایز سلول‌ها رصد کنند. مراحل اصلی این مطالعه شامل موارد زیر بود:

1. تولید سلول‌های زایای اولیه (PGCs): سلول‌های سلول‌های بنیادی پرتوان القایی با استفاده از دو روش مختلف (با فیدر و بدون فیدر) به سلول‌های زایای اولیه تبدیل شدند. در روش بدون فیدر، از ترکیبی از مهارکننده‌های مسیرهای سیگنالینگ MAPK، GSK3، p38 و JNK به همراه فاکتورهای رشد مانند TGF-β و bFGF استفاده شد. این روش به بازدهی بالاتری (حدود 34 تا 47 درصد) در تولید PGCs منجر شد.
2. فعال‌سازی میوز: سلول‌های زایای اولیه که در حالت خاموش (dormant) بودند، با استفاده از مولکول‌های مسیر سیگنالینگ Wnt فعال شدند. این مسیر با مهار GSK-3β (یک تنظیم‌کننده کلیدی در میوز) باعث ازسرگیری فرآیند میوز شد. نتایج نشان داد که درصد سلول‌های مثبت برای SYCP3 (نشانه‌ای از میوز) در گروه تحت درمان با مهارکننده‌های Wnt به‌طور قابل‌توجهی افزایش یافت.
3. بازسازی لانه‌های تخمدانی: برای شبیه‌سازی محیط طبیعی تخمدان، محققان یک سیستم کشت مشترک (coculture) طراحی کردند که در آن سلول‌های زایای فعال‌شده با سلول‌های سوماتیک تخمدان جنینی انسان ترکیب شدند. این سیستم به نام "لانه‌های تخمدانی بازسازی‌شده" (reconstituted ovarian nests) توانست تمایز سلول‌های زایا به تخمک‌های اولیه را تسهیل کند.
4. نتایج در بدن (in vivo): پس از فعال‌سازی در شرایط آزمایشگاهی، مخلوط سلول‌های زایای فعال‌شده و سلول‌های سوماتیک به تخمدان موش‌های آزمایشگاهی پیوند زده شد. این پیوند منجر به تولید تخمک‌هایی شد که نشانه‌های ژنتیکی میوز (مانند DDX4، SYCP(play)CP3 و RFC2) را نشان می‌دادند و به مرحله تجزیه کیسه زرده (germinal vesicle breakdown) رسیدند.

اهمیت این مطالعه

این مطالعه برای اولین بار نشان داد که می‌توان سلول‌های زایای اولیه انسانی را از سلول‌های بنیادی پرتوان القایی تولید کرد و با استفاده از فعال‌سازی مسیر Wnt و بازسازی لانه‌های تخمدانی، آن‌ها را به تخمک‌های اولیه تبدیل کرد. این روش می‌تواند به‌عنوان یک مدل آزمایشگاهی برای مطالعه رشد تخمک‌ها و همچنین به‌عنوان یک استراتژی بالقوه برای درمان ناباروری استفاده شود.

شبیه‌سازی رشد تخمک در لوله فالوپ

مطالعه دوم، که در یک مجله علمی دیگر منتشر شد، بر استفاده از سلول‌های بنیادی مشتق از بافت چربی (ADSCs) برای شبیه‌سازی فرآیند رشد تخمک‌های بارور شده به بلاستوسیست‌ها در لوله فالوپ تمرکز داشت. این مطالعه حیوانی به بررسی چگونگی استفاده از سیستم کشت ترانس‌ول برای شبیه‌سازی محیط لوله فالوپ پرداخت.

فرآیند مطالعه

در این مطالعه، محققان از یک سیستم کشت ترانس‌ول استفاده کردند که در آن سلول‌های بنیادی مشتق از بافت چربی در کنار تخمک‌های بارور شده قرار گرفتند. این سیستم به‌گونه‌ای طراحی شد که شرایط محیطی مشابه لوله فالوپ را شبیه‌سازی کند. مراحل اصلی شامل موارد زیر بود:

1. کشت مشترک: سلول‌های سلول‌های بنیادی مشتق از بافت چربی و تخمک‌های بارور شده در یک سیستم ترانس‌ول کشت شدند. این سیستم امکان تعامل غیرمستقیم بین سلول‌ها را فراهم می‌کرد، به‌طوری‌که فاکتورهای رشد و سیگنال‌های شیمیایی می‌توانستند بین آن‌ها منتقل شوند.
2. رشد به بلاستوسیست: تخمک‌های بارور شده در این سیستم توانستند به مرحله بلاستوسیست (مرحله‌ای از رشد جنینی) برسند، که نشان‌دهنده موفقیت این روش در شبیه‌سازی فرآیند طبیعی رشد تخمک در لوله فالوپ بود.
3. نتایج حیوانی: این مطالعه در مدل‌های حیوانی انجام شد و نشان داد که سلول‌های سلول‌های بنیادی مشتق از بافت چربی می‌توانند با ترشح فاکتورهای رشد، به رشد و تکامل تخمک‌های بارور شده کمک کنند.

اهمیت این مطالعه

این مطالعه نشان داد که سلول‌های بنیادی مشتق از بافت چربی می‌توانند به‌عنوان یک منبع حمایتی برای رشد تخمک‌های بارور شده عمل کنند. این روش می‌تواند در آینده برای ایجاد محیط‌های کشت آزمایشگاهی که رشد جنین را بهبود می‌بخشد، استفاده شود و به‌ویژه برای روش‌های لقاح مصنوعی (IVF) کاربرد داشته باشد.

کاربردهای بالقوه

این مطالعات امکانات جدیدی را در حوزه پزشکی بازساختی و درمان ناباروری ارائه می‌دهند:

1. درمان ناباروری: تولید تخمک از سلول‌های بنیادی می‌تواند به زنانی که به دلیل مشکلات تخمدانی قادر به تولید تخمک سالم نیستند، کمک کند.
2. مدل‌های تحقیقاتی: این روش‌ها می‌توانند به‌عنوان مدل‌های آزمایشگاهی برای مطالعه فرآیندهای تولیدمثلی و بیماری‌های مرتبط با آن استفاده شوند.
3. لقاح مصنوعی (IVF): شبیه‌سازی محیط لوله فالوپ و بهبود رشد بلاستوسیست‌ها می‌تواند موفقیت روش‌های IVF را افزایش دهد.
4. پزشکی شخصی‌سازی‌شده: استفاده از سلول‌های سلول‌های بنیادی پرتوان القایی که از خود بیمار گرفته شده‌اند، می‌تواند به تولید تخمک‌هایی منجر شود که با ژنتیک بیمار سازگار هستند، و این امر خطر رد پیوند را کاهش می‌دهد.

چالش‌ها و محدودیت‌ها

با وجود پیشرفت‌های چشمگیر، این فناوری‌ها هنوز با چالش‌هایی مواجه هستند:

• کارایی پایین: بازدهی تولید سلول‌های زایا و تخمک‌ها در مطالعه اول هنوز بهینه نیست و نیاز به بهبود دارد.
• ایمنی: استفاده از سلول‌های بنیادی در درمان‌های بالینی نیازمند اطمینان از ایمنی و عدم ایجاد عوارض جانبی مانند تشکیل تومور است.
• پیچیدگی فرآیند: هر دو روش نیازمند فناوری‌های پیشرفته و تجهیزات گران‌قیمت هستند که ممکن است دسترسی به آن‌ها را محدود کند.
• مسائل اخلاقی: استفاده از سلول‌های بنیادی و جنین در تحقیقات ممکن است با نگرانی‌های اخلاقی همراه باشد.

آینده این فناوری‌ها

آینده این تحقیقات بسیار امیدوارکننده است. با پیشرفت فناوری‌های ویرایش ژن مانند CRISPR/Cas9 و بهبود سیستم‌های کشت سلولی، انتظار می‌رود که کارایی و ایمنی این روش‌ها افزایش یابد. همچنین، با توسعه روش‌های جدید برای شبیه‌سازی محیط‌های طبیعی بدن، می‌توان انتظار داشت که این فناوری‌ها به‌زودی در کلینیک‌های درمان ناباروری به کار گرفته شوند.

نتیجه‌گیری

تولید تخمک از سلول‌های بنیادی یکی از نوآورانه‌ترین پیشرفت‌ها در حوزه پزشکی بازساختی است. مطالعه اول نشان داد که چگونه می‌توان از سلول‌های سلول‌های بنیادی پرتوان القایی برای تولید تخمک‌های اولیه استفاده کرد، در حالی که مطالعه دوم با استفاده از سلول‌های سلول‌های بنیادی مشتق از بافت چربی ، فرآیند رشد تخمک‌های بارور شده را در محیطی شبیه به لوله فالوپ شبیه‌سازی کرد. این دو مطالعه مکمل یکدیگر هستند و راه را برای درمان‌های جدید ناباروری و تحقیقات تولیدمثلی هموار می‌کنند. با ادامه تحقیقات و رفع چالش‌های موجود، این فناوری‌ها می‌توانند زندگی میلیون‌ها نفر را که با مشکل ناباروری مواجه هستند، بهبود بخشند.

پایان مطلب./