سجل العلماء رقماً قياسياً جديداً في زراعة أجنة الرئيسيات خارج الرحم ، كما ورد في عدد مايو من مجلة Cell. لأول مرة ، تمت زراعة أجنة القردة في المختبر لمدة 25 يومًا بعد الإخصاب ، محققة معالم نمو رئيسية لم تُلاحظ من قبل في الثقافة ، بما في ذلك بداية نمو الأعضاء. قد تكون القدرة على تتبع هذه العمليات في المختبر خطوة مهمة نحو فهم العيوب الخلقية وتطور الأعضاء لدى البشر.
فهم التنمية
تشمل المراحل المبكرة من نمو الحيوان ، التي يشار إليها غالبًا باسم التطور الجنيني ، الانتقال من كتلة خلايا تبدو غير ملحوظة إلى كائن حي معقد ومجزأ. في ختام مرحلة التطور الجنيني ، بدأت الخلايا في السير نحو التخصص ، وبدأت أنظمة الأعضاء في التكون. في الثدييات ، تحدث هذه العملية عادة في راحة وخصوصية الرحم ، مما يجعل من الصعب ملاحظتها ، حتى مع ظهور التصوير المتقدم. ومن الصعب تجربة العوامل التي قد تؤثر على التنمية.
أدى كل هذا إلى قيام علماء الأحياء التطورية بالبحث عن طرق لجعل هذه العملية تحدث في طبق مستنبت ، وتجاوز هذه القيود. دراسة التطور الجنيني البشري مقيدة بسبب الاعتبارات الأخلاقية والقانونية. في حين أن المبادئ التوجيهية المحددة قد تختلف من بلد إلى آخر ، فإن النتيجة هي حظر عالمي تقريبًا على الأجنة البشرية المحفوظة في المختبر بعد 14 يومًا – قبل أن يتشكل سلف الجهاز العصبي. هذه التفاصيل ذات أهمية طبية خاصة ، حيث يمكن أن تؤدي المخالفات أثناء تكوين الجهاز العصبي إلى مجموعة من الحالات التي تؤثر على العمود الفقري والحبل الشوكي والدماغ ، بما في ذلك السنسنة المشقوقة.
يأتي معظم فهمنا لهذه العملية من الدراسات التي أجريت على أجنة الفئران والدجاج.
ولكن حتى الفأر هو أكثر من مجرد قفزة وتخطي وقفز بعيدًا عن البشر على شجرة الحياة ؛ بينما نحن متشابهون بشكل ملحوظ في بعض النواحي ، هناك اختلافات ملحوظة في توقيت النمو والنشاط الجيني ، وحتى الترتيب الفيزيائي للجنين مختلف.
خمسة أيام أخرى
حاولت مجموعتان مستقلتان من الباحثين ، تنشران أوراقًا متتالية ، سد هذه الفجوة من خلال تطوير نظام رئيسي لدراسة التطور الجنيني. استخدام الأجنة الملقحة من أنواع المكاك (حشوة المكاكا) ، تمكنت كلتا المجموعتين من زراعة أجنة الرئيسيات لمدة 25 يومًا بعد الإخصاب. هذا يتجاوز الرقم القياسي السابق البالغ 20 يومًا ، مما يسمح للباحثين بمشاهدة مراحل أكثر تقدمًا في تطور الأعضاء.
طورت كل مجموعة أسلوبًا متميزًا ، لكن كلاهما كان قادرًا على الحصول على أجنة تشبه إلى حد بعيد كل منهما في الرحم نظرائهم من أي وقت مضى. كان أحد مفاتيح تحقيق ذلك هو تعزيز النمو ثلاثي الأبعاد للجنين. اعتمدت الجهود السابقة على ظروف الاستزراع ثنائي الأبعاد ، والتي ابتليت بالنمو المفرط للأنسجة وانهيار الجنين في النهاية بحلول اليوم العشرين. لمعالجة هذا الأمر ، قام الفريق بقيادة Hongmei Wang بتحسين ظروف الاستزراع في نظام التعليق السائل ، بينما استخدمت مجموعة Tao Tan دعامات ميكانيكية. . يبدو أن كلا النهجين يسهل النمو المناسب ثلاثي الأبعاد.
تراوحت نسبة بقاء الأجنة حتى اليوم 25 من 20 إلى 40 بالمائة تقريبًا ، اعتمادًا على الدراسة والمقاييس المستخدمة. قد لا يكون هذا بالضبط نجاحًا فعالاً وعالي الإنتاجية ، لكنه يمثل تحسنًا كبيرًا عن التقنيات السابقة. الأهم من ذلك ، أن الأجنة التي بقيت على قيد الحياة حتى 25 يومًا كانت تحتوي على العديد من السمات المميزة لـ في الرحم الجنين ، مثل طبقات الأنسجة الجنينية الثلاث المسؤولة في النهاية عن تكوين الجنين (الأديم الباطن أو بطانة الأمعاء ، والأديم الظاهر الذي يشكل الجلد والأعصاب ، والأديم المتوسط ، وهو كل شيء آخر). وثق الباحثون أيضًا أدلة على مزيد من تكوين الأعضاء وتشكيل الأنبوب العصبي ، والذي يستمر في تكوين الدماغ والنخاع الشوكي.
كل هذا يشكل خطوة واعدة جدًا نحو نظام يمكن تتبعه لدراسة تكوين الجنين الرئيسي ، لكن التقنيات بعيدة كل البعد عن الكمال. حاليًا ، لا تعيش الأجنة على قيد الحياة بعد 25 يومًا في أي من مجموعة الحالات. ومع ذلك ، فقد اقترحت كلتا المجموعتين أن مزيجًا محسنًا من جزيئات النمو والإشارات ، جنبًا إلى جنب مع المزيد من الدعامات الميكانيكية المتقدمة ، قد يحاكي الظروف في الرحم بشكل أفضل ويحافظ على الأجنة في مراحل لاحقة من التطور.
خلية، 2023. DOIs: 10.1016 / j.cell.2023.04.019و 10.1016 / j.cell.2023.04.020
Lita Kacsoh حاصلة على درجة الماجستير في الصحة العامة من جامعة إيموري ودكتوراه في البيولوجيا الجزيئية من كلية الطب في دارتموث. عندما لا تكتب ، من المحتمل أن تجدها تقرأ أو تشرب القهوة.
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”