دانشمندان چینی رویان آزمایشگاهی انسان با قابلیت تولید عضو ساختند

دانشمندان چینی به یک قدمی تولید اعضای بدن انسان در آزمایشگاه رسیده‌اند. آنها برای اولین‌بار موفق شده‌اند یک ساختار اولیه شبیه به رویان انسان (موسوم به مدل رویان-دیسکی) بسازند که بستر و شرایط لازم را برای زنده ماندن و رشد سلول‌های اصلیِ سازنده اعضای بدن فراهم می‌کند.

در این مطالعه جدید که در مجله علمی و معتبر Cell منتشر شده، تیم تحقیقاتی از یک علم نوظهور به نام «زیست‌شناسی فضایی» (Spatial biology) کمک گرفته‌اند. در این روش، دانشمندان سلول‌های اولیه انسان را با دقتِ میکروسکوپی در جاهای مشخصی چیده‌اند تا طبیعت را دقیقاً شبیه‌سازی کنند. این کار به سلول‌های سازنده اندام‌ها اجازه داده تا در جای درست خود رشد کنند.

پروفسور «یو لچیان» (Yu Leqian)، استاد مؤسسه جانورشناسی آکادمی علوم چین و سرپرست این تحقیق، توضیح می‌دهد که مدل‌های آزمایشگاهی قبلی نقایص زیادی داشتند. آنها نمی‌توانستند «رگه اولیه» (شیاری که مسیر تکامل سلول‌ها را مشخص می‌کند) بسازند؛ در نتیجه، سلول‌ها به‌صورت کاملاً تصادفی، نامنظم و بدون هدف رشد می‌کردند و هیچ شباهتی به روند طبیعی بدن انسان نداشتند.

با انجام این کار، آنها مدل‌های رویان مصنوعی ساختند و نام آن را «دیسک-گاسترولوئید» (Disc-Gastruloids) گذاشتند. این مدل‌ها برای اولین‌بار در تاریخ علم توانستند وارد مرحله «گاسترولاسیون» شوند و همان شیار یا رگه اولیه را به درستی شکل دهند. با شروع این مرحله، دانشمندان با شگفتی دیدند که سلول‌ها شروع به حرکت منظم روی سطح دیسک کردند؛ دقیقاً همان اتفاقی که در رحم مادر برای رویان انسان می‌افتد.

این آزمایش با نرخ موفقیت خیره‌کننده بالای ۸۰ درصدی همراه بوده است. دانشمندان می‌گویند این مدل‌های آزمایشگاهی موفق شدند لوله‌های عصبی، یک سیستم گوارش اولیه (شامل سلول‌های اولیه سازنده ریه، کبد و لوزالمعده) و از همه عجیب‌تر، یک حفره قلبی اولیه بسازند که به‌صورت منظم و خودکار می‌تپید. آزمایش‌های ژنتیکی پیشرفته تأیید کرده که ساختار این مدل‌های آزمایشگاهی، کپیِ برابر اصل یک رویان تکامل‌یافته ۲۱ روزه انسانی است.

گاسترولاسیون چیست؟

هدایت و کنترل سلول‌های بنیادی برای اینکه بتوانند به شکل پیچیده در کنار هم قرار بگیرند و یک عضو واقعی بدن را بسازند، همیشه یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های دانشمندان بوده است. علاوه‌بر چالش‌های علمی، رشد دادن رویان در آزمایشگاه همیشه با مخالفت‌ها و قوانین سخت‌گیرانه اخلاقی همراه بوده است. براساس قوانین بین‌المللی، هیچ دانشمندی حق ندارد رویان واقعی انسان را بیشتر از ۱۴ روز در آزمایشگاه رشد دهد. علت این محدودیت آن است که دقیقاً بعد از روز چهاردهم، پدیده‌ای حیاتی به نام «گاسترولاسیون» آغاز می‌شود.

گاسترولاسیون در واقع مهم‌ترین مرحله شکل‌گیری بدن تمام پستانداران است. در این مرحله، رویان از یک لایه سلولیِ ساده و تخت، تغییر شکل می‌دهد و به یک ساختار سه‌بعدی و چندلایه تبدیل می‌شود. این سه لایه بافتی، سنگ‌بنای ساخت تمام بخش‌های بدن هستند.

در واقع، این مرحله همان نقطه‌ای است که سلول‌های ما متوجه می‌شوند باید به چه عضوی از بدن تبدیل شوند.