شغف العلم الذي لا ينتهي

تطوير نموذجًا ثلاثى الأبعاد لجنين بشري عن طريق الخلايا الجذعية الجنينية - ساينسوفيليا

تطوير نموذجًا ثلاثى الأبعاد لجنين بشري عن طريق الخلايا الجذعية الجنينية

تطوير نموذجًا ثلاثى الأبعاد لجنين بشري عن طريق الخلايا الجذعية الجنينية


ترجمة: سارة اسامة فرغلي

مراجعة علمية وتدقيق: د. احمد سعيد


طور علماء من جامعة كامبريدج، بالتعاون مع معهد هوبريخت في هولندا، نموذجًا جديدًا لدراسة مرحلة مبكرة من التطور البشري، باستخدام الخلايا الجذعية الجنينية البشرية. يشبه النموذج بعض العناصر الرئيسية للجنين في عمر 18-21 يومًا تقريبًا ويسمح للباحثين بمراقبة العمليات الكامنة وراء تشكيل خريطة جسم الإنسان التي لم تتم ملاحظتها بشكل مباشر من قبل. حيث يحمل فهم هذه العمليات القدرة على الكشف عن أسباب العيوب الخلقية والأمراض البشرية، ووضع اختبارات لها في النساء الحوامل.

وتنشأ خطة الجسم، أو مخطط الكائن الحي، من خلال عملية تسمى "التبطين Gastrulation". في أثناء التبطين، يتم تشكيل ثلاث طبقات متميزة من الخلايا في الجنين والتي ستؤدي لاحقًا إلى إنشاء جميع أنظمة الجسم الرئيسية: فطبقة الاكتوديرم الخارجية ستصنع الجهاز العصبي، وطبقة الميزوديرم المتوسطة للعضلات، وطبقة الاندوديرم الداخلية تكون الأمعاء والجهاز الهضمى.

غالبًا ما يُشار إلى التبطين باسم فترة "الصندوق الأسود" للتنمية البشرية لأن القيود القانونية تمنع ثقافة الأجنة البشرية في المختبر بعد اليوم الرابع عشر عندما تبدأ العملية، وقد وُضع هذا الحد ليقع في المرحلة التي لم يعد فيها الجنين توأمًا.

تنشأ العديد من العيوب الخلقية خلال فترة "الصندوق الأسود"، لأسباب منها الكحول والأدوية والمواد الكيميائية والعدوى.

ويمكن أن يساعد الفهم الأفضل للمرحلة الجنينية المبكرة لدى البشر أيضًا في تسليط الضوء على الحالات الأخرى، بما في ذلك العقم والاضطرابات الوراثية والإجهاض، نشر التقرير اليوم في مجلة Nature، ويصف طريقة استخدام الخلايا الجذعية الجنينية البشرية لتكوين تجمع ثلاثي الأبعاد للخلايا، يسمى gastruloids، والتي تتمايز إلى ثلاث طبقات منظمة بطريقة تشبه خريطة جسم الإنسان المبكرة. ولصنع gastruloid في المختبر تم وضع الخلايا الجذعية الجنينية البشرية في "آبار صغيرة" حيث شكلت مجموعات محكمة.

وبعد العلاج بالإشارات الكيميائية، شوهدت gastruloid قد تطول جنبًا إلى جنب مع محور الذيل، المعروف باسم المحور الأمامي الخلفي، مما يؤدي إلى تشغيل الجينات في أنماط محددة على طول هذا المحور التي تعكس عناصر خطة جسم الثدييات.

الكائنات الحية النموذجية بما في ذلك الفئران وسمك zeprafish مكنت العلماء في السابق من اكتساب بعض الأفكار للوصول إلى عملية التبطين البشرية. ومع ذلك، قد تتصرف هذه النماذج بشكل مختلف عن الأجنة البشرية عندما تبدأ الخلايا في التمايز.

يمكن أن تستجيب النماذج الحيوانية بشكل مختلف لأدوية معينة: فقد اجتاز عقار مكافحة التاليدومايد المضاد للجلد، على سبيل المثال، التجارب السريرية بعد الاختبار في الفئران ولكنه أدى لاحقًا إلى عيوب خلقية شديدة لدى البشر. لهذا السبب، من المهم تطوير نماذج أفضل للتنمية البشرية.

لا تملك gastruloid القدرة على التطور إلى جنين كامل التكوين، فيكون ليس لديهم خلايا دماغية أو أي من الأنسجة اللازمة لزرعها في الرحم وهذا يعني أنهم لن يتمكنوا أبدًا من التقدم بعد المراحل المبكرة جدًا من التطور، وبالتالي فانهم سيلتزمون بالمعايير الأخلاقية الحالية.

وبالنظر إلى المورِّثات المعبَّر عنها في هذه الجينات البشرية في ٧٢ ساعة من النمو، وجد الباحثون اثرا واضحا للحدث الذي يؤدي إلى نشوء هياكل مهمة للجسم مثل العضلات الصدرية، والعظام، والغضروف، لكنها لا تطور خلايا الدماغ. حكم الباحثون على عمر الجنين البشري المكافئ للـ gastruloids من خلال مقارنتها بمجموعة كارنيجي لعلم الأجنة، تحتوي هذه المجموعة الرسمية على سلسلة متصلة من الأجنة البشرية، بما في ذلك النمو اليومي خلال الأسابيع الثمانية الأولى.

يقترحون أن gastruloids تشبه جزئيا أجنة بشرية عمرها 18-21 يوم. وقالت الدكتورة نعومي موريس من قسم علم الوراثة في جامعة كامبريدج، وهي أول مؤلفة للتقرير، "إنّ هذا النظام النموذجي الجديد مثير للغاية وسيتيح لنا الكشف عن عمليات التطور الجنيني البشري المبكر في المختبر والتحقيق فيها للمرة الأولى". وتضيف: "إن نظامنا خطوة أولى نحو وضع نموذج لظهور خطة الجسم البشري، وقد يكون مفيدًا في دراسة ما يحدث عندما تسوء الأمور، مثل العيوب الخلقية".


المصدر:

https://www.news-medical.net/news/20200611/New-method-uses-human-embryonic-stem-cells-to-generate-3D-assembly-of-cells.aspx?fbclid=IwAR33tXPHPvhCYzEWfGtrwxCw8HzTUuWbH7aYWWUMKAwaQBSRs4AfxcF_rS8


هناك تعليق واحد: