به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، در سال‌های اخیر، حوزه پزشکی باروری دستخوش تحولاتی بنیادین شده است. از یک سو، محققان در تلاش‌اند تا با بازسازی فرآیندهای اپی‌ژنتیک در آزمایشگاه، به درک عمیق‌تری از نحوه شکل‌گیری سلول‌های زایا دست یابند و از سوی دیگر، فناوری‌های مبتنی بر سلول‌های بنیادی پرتوان القایی (iPSC) راه را برای تولید محصولات بالینی نوآورانه در درمان ناباروری هموار کرده‌اند.

بازآفرینی بازبرنامه‌ریزی اپی‌ژنتیک در رده زایای انسانی

یکی از چالش‌های اساسی در زیست‌شناسی تولیدمثل، درک فرآیند بازبرنامه‌ریزی اپی‌ژنتیک در سلول‌های زایای انسانی است. در سال ۲۰۲۴، گروهی از محققان به رهبری میتینوری سایتو (Mitinori Saitou) از دانشگاه کیوتو موفق به ارائه راهبردی نوین برای القای این فرآیند در آزمایشگاه شدند. آن‌ها با استفاده از سلول‌های بنیادی پرتوان انسانی، ابتدا سلول‌های شبه‌سلول‌های زایای اولیه انسانی (hPGCLCs) را تولید کرده و سپس آن‌ها را به سلول‌های پیش‌اسپرماتوگونی و اوگونی-مانند (سلول‌های پیش‌ساز اسپرم و تخمک) تمایز دادند. یکی از دستاوردهای برجسته این پژوهش، توانایی تکثیر عظیم این سلول‌ها (بیش از ۱۰ به توان ۱۰ برابر) بود که گامی بزرگ در جهت تولید انبوه سلول‌های زایا در آینده محسوب می‌شود.

نقش کلیدی BMP در تمایز سلول‌های زایا

محققان دریافتند که سیگنال‌دهی پروتئین مورفوژنتیک استخوان (BMP) یکی از محرک‌های اصلی این فرآیند است. مسیر سیگنال‌دهی BMP با تعدیل مسیر MAPK (ERK) و فعالیت آنزیم‌های متیل‌ترانسفراز، موجب حذف متیلاسیون DNA وابسته به تکثیر (دمتیلاسیون غیرفعال) می‌شود که برای بازبرنامه‌ریزی اپی‌ژنتیک ضروری است. همچنین، پژوهشگران نشان دادند که کمبود آنزیم TET1 (یک دمتیلاز فعال DNA که در سلول‌های زایای انسانی فراوان است) در سلول‌های hPGCLC موجب تمایز آن‌ها به سلول‌های خارج‌رویی (از جمله آمنیون) شده و از فعال‌سازی کامل ژن‌های حیاتی برای اسپرماتوژنز و اووژنز جلوگیری می‌کند. این یافته‌ها، چارچوبی نوین برای درک بازبرنامه‌ریزی اپی‌ژنتیک در انسان ارائه می‌دهد و به عنوان یک نقطه عطف در پژوهش‌های لقاح‌سازی برون‌تنی (IVG) انسانی شناخته می‌شود.

مروری بر لقاح‌سازی برون‌تنی در پستانداران

مقاله مروری که در سال ۲۰۲۱ توسط میتینوری سایتو و کاتسوهیکو هایاشی در مجله Science منتشر شد، تصویر جامعی از پیشرفت‌های لقاح‌سازی برون‌تنی (IVG) در پستانداران ترسیم می‌کند. این مقاله که توسط دو تن از پیشگامان این حوزه نگاشته شده، نشان می‌دهد که سلول‌های بنیادی پرتوان موش را می‌توان به تخمک و اسپرم عملکردی و سلول‌های بنیادی پرتوان انسانی را به اووسیت‌های اولیه و پیش‌اسپرماتوگونیا (سلول‌های پیش‌ساز اسپرم) هدایت کرد .

به گفته نویسندگان، سلول‌های زایا (گامت‌ها) به دو شکل اسپرم و تخمک تمایز می‌یابند و با اتحاد، فرد جدیدی را ایجاد می‌کنند. از این رو، فرآیند رشد سلول‌های زایا شامل تنظیمات پیچیده‌ای در عملکرد ژنوم برای وراثت ژنتیکی و اپی‌ژنتیکی است. پیشرفت‌های چشمگیر دهه اخیر در زمینه IVG، درک مکانیکی رشد سلول‌های زایا را در پستانداران متحول ساخته است. با افزایش چشم‌انداز القای گامت‌های انسانی با عملکرد مناسب، این دستاوردها امکانات جدیدی را در پزشکی باروری از جمله مدل‌سازی ناباروری و یافتن درمان‌های آن فراهم می‌آورد. با این حال، استفاده از گامت‌های حاصل از IVG برای تولیدمثل انسانی مستلزم بحث‌های دقیق حقوقی و اخلاقی است.

توسعه بالینی سلول‌های حمایتگر تخمدان مشتق‌شده از سلول‌های بنیادی پرتوان القایی انسانی

در ژانویه ۲۰۲۶، پیشرفتی شگرف در حوزه کاربرد بالینی سلول‌های بنیادی در درمان ناباروری رخ داد. تیمی از محققان شرکت Gameto به سرپرستی برونا پاولسن و فران باراچینا، موفق به توسعه محصولی به نام فرتیلو (Fertilo) شدند که در مجله   Stem Cell منتشر شد. این محصول، اولین درمان مبتنی بر سلول‌های بنیادی پرتوان القایی انسانی (hiPSC) است که برای استفاده در لقاح آزمایشگاهی (IVF) به کارآزمایی بالینی فاز ۳ راه یافته و اولین محصولی است که از طریق تمایز هدایت‌شده توسط فاکتورهای رونویسی (TF-directed differentiation) وارد فاز ۳ بالینی در جهان شده است .

فرتیلو چیست و چگونه کار می‌کند؟

فرتیلو از سلول‌های حمایتگر تخمدان (OSC) تشکیل شده است که با مهندسی سلولی از سلول‌های بنیادی پرتوان القایی انسانی مشتق شده‌اند. این سلول‌ها با تقلید از عملکرد سلول‌های گرانولوزا در فولیکول تخمدان، محیطی پویا و مشابه بدن را برای بلوغ تخمک‌ها در خارج از بدن (IVM) فراهم می‌کنند. محققان با تنظیم بیان سه فاکتور رونویسی کلیدی یعنی NR5A1، RUNX2 و GATA4، توانستند سلول‌های بنیادی را به سلول‌های OSC بالغ و عملکردی تبدیل کنند. این سلول‌ها به جای محیط کشت ایستای سنتی، به طور فعال به نیازهای تخمک در حال بلوغ پاسخ می‌دهند و سیگنال‌های لازم را برای تکامل آن فراهم می‌سازند .

نتایج چشمگیر کارآزمایی بالینی

نتایج کارآزمایی بالینی انجام‌شده بر روی ۴۰ بیمار، نشان‌دهنده بهبود چشمگیر شاخص‌های کلیدی نسبت به روش سنتی بلوغ آزمایشگاهی (IVM) بود. نرخ بلوغ تخمک‌ها (MII) از ۵۲ درصد به ۷۰ درصد، نرخ تشکیل بلاستوسیست (جنین) با کیفیت بالا از ۷ درصد به ۱۴ درصد و مهم‌تر از همه، نرخ تشکیل بلاستوسیست با کروموزوم‌های طبیعی (یوپلوئید) که شانس لانه‌گزینی موفق را افزایش می‌دهد، از ۲ درصد به ۱۰ درصد افزایش یافت. نرخ بارداری بالینی در گروه فرتیلو ۴۱ درصد در مقابل ۲۰ درصد در گروه کنترل بود و تا زمان انتشار مقاله، ۸ نوزاد سالم در گروه فرتیلو متولد شده بودند .

مزایای فرتیلو نسبت به روش‌های سنتی

یکی از مهم‌ترین مزایای فناوری OSC-IVM، کاهش چشمگیر نیاز به تزریق هورمون‌های محرک تخمک‌گذاری است. در روش سنتی IVF، بیماران باید ۱۰ تا ۱۴ روز هورمون با دوز بالا دریافت کنند که عوارضی مانند سندروم تحریک بیش از حد تخمدان (OHSS) را به همراه دارد. اما با استفاده از فرتیلو، دوره درمان به ۲ تا ۳ روز کاهش یافته و میزان تزریق هورمون تا ۸۰ درصد کمتر می‌شود. این روش به ویژه برای زنان در معرض خطر OHSS مانند مبتلایان به سندروم تخمدان پلی‌کیستیک (PCOS) و بیماران سرطانی که نیاز به حفظ باروری سریع دارند، بسیار مناسب‌تر و ایمن‌تر است .

ایمنی و کیفیت بالینی

تیم تحقیق برای اطمینان از ایمنی محصول، مراحل متعددی را برای ارتقای کیفیت مواد اولیه، ایجاد بانک‌های سلولی استاندارد و تست‌های کنترل کیفیت دقیق انجام دادند. مهم‌تر اینکه، سلول‌های OSC فقط در محیط آزمایشگاه با تخمک‌ها هم‌کشت می‌شوند و پیش از انتقال جنین، به طور کامل از آن حذف می‌گردند. آزمایش‌های ژنتیکی حساس نشان داد که هیچ اثری از سلول‌های OSC یا مواد ژنتیکی آن‌ها در جنین‌های حاصل از این روش یافت نمی‌شود، که ایمنی بالای این فناوری را تأیید می‌کند .

جمع‌بندی و چشم‌انداز آینده

با ورود این فناوری به فاز ۳ کارآزمایی بالینی در ایالات متحده و دریافت مجوز در کشورهایی مانند استرالیا، ژاپن و پرو، به نظر می‌رسد که عصر جدیدی در پزشکی باروری آغاز شده است؛ عصری که در آن سلول‌های بنیادی، امیدی تازه برای میلیون‌ها زوج در سراسر جهان به ارمغان می‌آورند.

پایان مطلب./