تم تطوير الجنين الاصطناعي تحت قيادة باحثي وايزمان: يشرح أحد كبار الباحثين في هذا المجال سبب كون هذا إنجازًا كبيرًا

يتم إنهاء العديد من حالات الحمل في المرحلة التي يتم فيها زرع الجنين في الرحم ويبدأ في النمو. وهذا الاكتشاف سيجعل من الممكن التحقيق في هذه المرحلة بالتفصيل

من ميغان مونسي، أستاذ التقنيات الناشئة (الخلايا الجذعية)، جامعة ملبورن

في ما يُقال إنه الإنجاز الأول على مستوى العالم، نجح علماء الأحياء في تطوير نماذج لأجنة الفئران في المختبر دون الحاجة إلى البويضات المخصبةفي الأجنة أو حتى في الفأر (ذكر أو أنثى) - باستخدام الخلايا الجذعية وحاضنة خاصة فقط.

هذا الإنجاز، نشرت في مجلة الخلية ومن خلال فريق بقيادة باحثين من معهد وايزمان للعلوم في إسرائيل، يعد هذا نموذجًا متطورًا للغاية لما يحدث أثناء التطور المبكر لأجنة الفئران - في المرحلة المباشرة بعد زرع الأجنة.

هذه خطوة حاسمة: عند البشر، يتم فقدان العديد من حالات الحمل أثناءها ولا نعرف السبب حقًا. إن وجود النماذج يوفر طريقة لفهم الأخطاء التي يمكن أن تحدث بشكل أفضل، وربما نظرة ثاقبة لما يمكننا القيام به حيال ذلك.

أصغر كتلة

ما يثير الاهتمام بشكل خاص في النموذج المنشور حديثًا هو بنيته المعقدة للغاية؛ إنه لا يحاكي فقط مواصفات الخلية وتخطيطها لخطة المرحلة المبكرة للجسم - بما في ذلك القلب والدم والدماغ وسلائف الأعضاء الأخرى - ولكن أيضًا الخلايا "الداعمة" مثل تلك الموجودة في المشيمة والأنسجة الأخرى اللازمة لتكوين ونمو الخلايا. صيانة الحمل.

يحتوي هذا النموذج الجنيني للفأر البالغ من العمر ثمانية أيام على قلب نابض، وكيس محي، ومشيمة، وتدفق دم متطور. معهد فايتسمان للعلوم.

يصعب دراسة المراحل الأولى من الحمل في معظم الحيوانات. الأجنة عبارة عن مجموعات مجهرية صغيرة من الخلايا يصعب تحديد موقعها وفحصها داخل الرحم.

لكننا نعلم أنه في هذه المرحلة من التطور، يمكن أن تسوء الأمور؛ على سبيل المثال، يمكن أن تؤثر العوامل البيئية على النمو وتتداخل معه، أو قد تفشل الخلايا في تلقي الإشارات الصحيحة لتكوين الحبل الشوكي بشكل كامل، كما هو الحال في المتلازمة السنسنة المشقوقة. وباستخدام مثل هذه النماذج، يمكننا أن نبدأ في التساؤل عن السبب.

ومع ذلك، على الرغم من أن هذه النماذج تعتبر أدوات بحثية قوية، فمن المهم أن نفهم أنها كذلك ذهب ممر.

إنها تعيد إنتاج جوانب معينة فقط من التطور، ولكنها لا تعيد إنتاج البنية الخلوية والإمكانات التنموية للأجنة المستمدة من تخصيب البويضات بواسطة الحيوانات المنوية بشكل كامل - ما يسمى بالأجنة الطبيعية.

ويؤكد الفريق الذي يقف وراء هذا العمل أنهم لم يتمكنوا من تطوير هذه النماذج لأكثر من ثمانية أيام، في حين أن الحمل الطبيعي للفأر يستمر 20 يوما.

هل تلوح "الأجنة الاصطناعية" البشرية في الأفق؟

يتقدم مجال نمذجة الأجنة بسرعة، مع ظهور خطوات مهمة كل عام.

في عام 2021 عدة فرق نجح في جعل الخلايا الجذعية البشرية متعددة القدرات (الخلايا التي يمكن أن تصبح أي نوع آخر من الخلايا) تتراكم من تلقاء نفسها في طبق بتري، لتقليد "الكيسة الأريمية". هذه هي المرحلة الأولى من التطور الجنيني التي تسبقها مباشرة عملية الزرع المعقدةعندما تلتصق كتلة من الخلايا بجدار الرحم.

الباحثون الذين يستخدمون نماذج الأجنة البشرية هذه، أطلقوا عليها اسم في كثير من الأحيان الانفجارات، حتى تمكنت من البدء في التحقيق في عملية الزرع في طبق، ولكن هذه العملية أكثر صعوبة عند البشر منها في الفئران.

إن نمو نماذج الأجنة البشرية بنفس التعقيد الذي تم تحقيقه الآن باستخدام نموذج الفأر يظل رؤية بعيدة المنال، ولكن لا يزال يتعين علينا أخذها في الاعتبار.

والأهم من ذلك أننا يجب أن ندرك مدى تمثيل هذا النموذج؛ إن ما يسمى بالجنين الاصطناعي في طبق بتري سيكون له قيود على ما يمكن أن يعلمنا إياه عن التنمية البشرية، وعلينا أن نكون على دراية بذلك.

المزالق الأخلاقية

من المستحيل إنشاء نماذج جنينية دون مصدر للخلايا الجذعية، لذلك عندما يتعلق الأمر بالتفكير في الاستخدام المستقبلي لهذه التكنولوجيا، من المهم أن نسأل - من أين تأتي هذه الخلايا؟ هل هي خلايا جذعية جنينية بشرية (مشتقة من الكيسة الأريمية)، أم أنها خلايا جذعية مستحثة متعددة القدرات (خلايا جذعية بالغة)؟ ويمكن استخلاص هذه الخلايا الجذعية في المختبر من الجلد، أو خلايا الدم، على سبيل المثال، أو حتى من عينات الخلايا المجمدة.

أحد الاعتبارات المهمة هو ما إذا كان استخدام الخلايا لهذا النوع بالذات من الأبحاث - محاولة لتقليد تطور الجنين في طبق - يتطلب أي موافقة محددة. نحن بحاجة إلى التفكير أكثر في الطريقة التي سيتم بها التحكم في مجال البحث، ومتى يجب استخدامه، ومن الذي سيتولى ذلك.

ومع ذلك، فمن المهم أن ندرك أن القوانين الحالية موجودة والمبادئ التوجيهية الدولية لأبحاث الخلايا الجذعية التي توفر إطار لتنظيم هذا المجال من البحث.

في أستراليا، سوف تتطلب الأبحاث التي تتضمن نماذج أجنة الخلايا الجذعية البشرية ترخيصًا، على غرار الترخيص المطلوب لاستخدام الأجنة البشرية الطبيعية بموجب قانون معمول به منذ عام 2002. ومع ذلك، على عكس الدول الأخرى، ويحدد القانون الأسترالي أيضًا المدة التي يمكن للباحثين خلالها زراعة نماذج الأجنة البشرية، وهو الحد الذي يرغب بعض الباحثين في تغييره.

بغض النظر عن هذه التغييرات أو غيرها في الطريقة والوقت الذي يتم فيه إجراء أبحاث الأجنة البشرية، يجب أن يكون هناك خطاب مجتمعي أكبر حول هذه القضية قبل اتخاذ القرار.

وهناك فرق بين حظر استخدام هذه التكنولوجيا لاستنساخ البشر للاستخدام الإنجابي، وبين السماح بالبحث باستخدام نماذج الأجنة لتعزيز فهمنا للتنمية البشرية واضطرابات النمو التي لا يمكننا دراستها بأي وسيلة أخرى.

العلم يتقدم بسرعة. على الرغم من أن الفئران في الغالب في هذه المرحلة، فقد حان الوقت لمناقشة ما تعنيه التكنولوجيا للبشر، والنظر في أين وكيف نرسم الخط في الرمال مع تطور العلم.

لمقالة في المحادثات

المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:

• لا توجد بويضة ولا حيوانات منوية ولا رحم: أنشأ علماء معهد وايزمان للعلوم نموذجًا صناعيًا لأجنة الفئران
• أول برنامج لتكوين جنين عن طريق تكوين خلايا جذعية جنينية ومشيمية صناعية
• قام علماء معهد وايزمان بزراعة أجنة فئران خارج الرحم