محققان دانشگاه کمبریج موفق شدهاند مدلهای آزمایشگاهی پیشرفتهای از ساختارهای جنینی موسوم به «هماتوئید» تولید کنند که بهطور دقیق روند طبیعی شکلگیری سلولهای خونی اولیه در بدن انسان را شبیهسازی میکند. این دستاورد علمی میتواند نقطه عطفی در توسعه روشهای درمانی برای بیماریهای خونی از جمله لوسمی و نیز در تولید سلولهای بنیادی بادوام جهت پیوندهای پزشکی باشد.
به گزارش رسانه اخبار فناوری تک فاکس، تیم پژوهشی دانشگاه کمبریج با استفاده از سلولهای بنیادی انسانی موفق به خلق ساختارهای سهبعدی و جنینمانندی شده است که فرآیند رشد اولیه بدن انسان را از جمله تشکیل سلولهای بنیادی خون بازآفرینی میکنند. این سلولها که با نام سلولهای بنیادی خونساز شناخته میشوند، اساس تولید تمام انواع سلولهای خونی در بدن هستند؛ از گلبولهای قرمز مسئول حمل اکسیژن تا گلبولهای سفید که نقشی کلیدی در عملکرد سیستم ایمنی ایفا میکنند.
دکتر جیتش نئوپان، نویسنده اول مقاله و از پژوهشگران مؤسسه گوردون در دانشگاه کمبریج، در توصیف لحظه مشاهده اولین نشانههای تشکیل خون در آزمایشگاه گفت: «دیدن رنگ قرمز خون در ظرف آزمایش، که حتی با چشم غیرمسلح هم قابل تشخیص بود، لحظهای شگفتانگیز و هیجانانگیز برای ما بود.» این مشاهدات تأیید کرد که ساختارهای ایجادشده واقعاً فرآیند طبیعی تشکیل خون را تقلید میکنند.
محققان نام این ساختارهای مصنوعی را «هماتوئید» گذاشتهاند. این خوشههای سلولی در حدود دو هفته پس از آغاز فرآیند رشد در محیط آزمایشگاهی، شروع به تولید سلولهای خونی میکنند و الگوی مشابهی با آنچه در جنین انسان رخ میدهد از خود نشان میدهند. با وجود این، هماتوئیدها به جنین کامل تبدیل نمیشوند، زیرا فاقد بافتهای حیاتی همچون جفت و کیسه زرده هستند. همین ویژگی باعث میشود بتوان از آنها برای مطالعه رشد اولیه انسان بدون نگرانیهای اخلاقی مرتبط با جنینهای واقعی استفاده کرد.
به گفته نئوپان، مدل جدید توسعهیافته در کمبریج، درک ما از نحوه شکلگیری طبیعی سلولهای خونی در دوران جنینی را گسترش میدهد و میتواند زمینهساز پیشرفتهای چشمگیری در حوزههای مختلفی همچون غربالگری داروهای جدید، مطالعه رشد سیستم ایمنی بدن و بررسی اختلالات خونی نظیر لوسمی باشد. او تأکید کرد که این مدل میتواند در آینده، راهکارهای دقیقتری برای درمانهای مبتنی بر سلولهای بنیادی فراهم کند.
یکی از مزیتهای کلیدی این فناوری آن است که سلولهای بنیادی مورد استفاده برای ساخت هماتوئیدها را میتوان از هر سلول انسانی بهدست آورد. این موضوع دروازهای جدید به سوی پزشکی شخصیسازیشده میگشاید، چراکه در آینده ممکن است پزشکان بتوانند خون یا سلولهای بنیادیای تولید کنند که از نظر ژنتیکی با بدن بیمار کاملاً سازگار باشد و خطر رد پیوند را به حداقل برساند.
در روشهای سنتی، برای تولید سلولهای بنیادی خون از ترکیبات پیچیدهای از فاکتورهای رشد و پروتئینها استفاده میشود. در مقابل، رویکرد جدید پژوهشگران کمبریج به سلولها اجازه میدهد به شکل خودسازماندهنده رشد کنند و هم سلولهای خونی و هم سلولهای قلبی ضرباندار را در یک سیستم یکپارچه شکل دهند؛ مشابه همان روندی که بهطور طبیعی در بدن انسان اتفاق میافتد.
تصاویر میکروسکوپی از این ساختارها نشان میدهد که هماتوئیدها همان ریتم رشد طبیعی را طی میکنند. تا روز دوم، سه لایه اصلی جنینی شامل اکتودرم، مزودرم و اندودرم شکل میگیرد که هر یک منشأ تشکیل اندامها و بافتهای مختلف بدن هستند. در روز هشتم، سلولهای ضرباندار قلب ظاهر میشوند و تا روز سیزدهم، لکههای قرمز نشاندهنده آغاز تشکیل سلولهای خونی دیده میشود. آزمایشهای تکمیلی نشان دادهاند که سلولهای خونی تولیدشده در این مدل میتوانند به انواع مختلف سلولهای ایمنی مانند سلولهای T تبدیل شوند.
پروفسور عظیم سورانی، نویسنده ارشد مقاله، در اینباره توضیح داد: «مدل هماتوئیدها روشی نوآورانه و قدرتمند برای بررسی چگونگی شکلگیری خون در جنین انسان فراهم میکند. هرچند این تحقیقات هنوز در مراحل ابتدایی است، اما توانایی تولید سلولهای خونی انسانی در محیط آزمایشگاهی گامی اساسی به سوی توسعه درمانهای ترمیمی آینده بهشمار میرود.»
بهطور کلی، یافتههای این پژوهش نه تنها درک دانشمندان از نحوه آغاز حیات انسان را عمیقتر میکند، بلکه میتواند راه را برای روشهای جدید درمانی در بازسازی و ترمیم بافتهای آسیبدیده هموار سازد. این موفقیت، گامی دیگر در مسیر پیوند میان زیستشناسی تکوینی و پزشکی نوین است؛ مسیری که شاید در آینده بتواند شیوه درمان بیماریهای خونی و نقصهای ژنتیکی را بهطور بنیادین دگرگون کند.