پژوهشگران در آستانه تولید اسپرم انسان در آزمایشگاه
فرآیندی که بیشتر به داستانهای علمیتخیلی شباهت دارد، اکنون به واقعیت تبدیل شده است. پژوهشگران سلولهای خونی یک فرد را جمعآوری میکنند، آنها را بهگونهای مهندسی میکنند که در نهایت به سلولهای اولیه اسپرم تبدیل شوند و سپس این سلولها را درون کیسهای کوچک که روی کلیه یک موش رشد داده شده است، پرورش میدهند. این دیگر صرفا یک ایده علمیتخیلی نیست. گروهی از پژوهشگران امروز گزارش دادند که موفق شدهاند این فرایند را با موفقیت انجام دهند. هدف نهایی آنها تولید اسپرم بالغ انسانی در محیط آزمایشگاه است.
به گزارش پایگاه خبری پزشکان و قانون (پالنا) براساس گزارش نیچر، البته این هدف هنوز محقق نشده است. سلولهای تولید شده در آزمایشگاه در مرحلهای نابالغ از رشد متوقف شدند. به گفته اوئن ویلان (Eoin Whelan)، زیستشناس تولیدمثل در دانشگاه پنسیلوانیا و از اعضای این گروه پژوهشی، هنوز موانع زیادی برای تولید اسپرم بالغ در آزمایشگاه وجود دارد، اما این دستاورد گامی مهم در مسیر درست محسوب میشود.
در عین حال، همین روش میتواند برای مطالعه مراحل اولیه رشد اسپرم انسان و شناسایی علل ناباروری مردان مورد استفاده قرار گیرد. حدود ۴۰ درصد از موارد ناباروری مردان علت شناختهشدهای ندارند. ویلان میگوید: ما از منظر پژوهشهای پایه به این موضوع نگاه میکنیم. هنوز تا کاربرد بالینی فاصله بسیار زیادی داریم.
هدفی که دستیابی به آن آسان نیست
برخی از کاربردهای بالقوه این فناوری، بهویژه استفاده از اسپرم یا تخمک تولید شده در آزمایشگاه برای تولد نوزاد، بحثبرانگیز هستند. هرچند برخی پژوهشگران امیدوارند این روش بتواند برای درمان برخی انواع ناباروری به کار رود، اما نگرانیهای اخلاقی مهمی نیز مطرح است. یکی از این نگرانیها این است که چنین فناوریای میتواند دستکاری ژنتیکی سلولهای جنسی را برای تولید «نوزادان سفارشی» آسانتر کند.
تا امروز تنها تعداد محدودی از پژوهشگران موفق شدهاند از سلولهای پوستی موش، تخمک و اسپرم تولید کنند. در این روش، سلولهای پوستی از طریق بازبرنامهریزی ژنتیکی به سلولهای بنیادی پرتوان القایی (iPS) تبدیل میشوند؛ سلولهایی «جوان» که رفتاری مشابه سلولهای جنینی دارند و میتوان با استفاده از محرکهای شیمیایی یا ژنتیکی آنها را به انواع مختلف سلولها، از جمله اسپرم، تبدیل کرد.
حتی یکی از گروههای پژوهشی با استفاده از این فناوری توانست از دو موش نر، فرزند تولید کند.
اما انتقال این موفقیتها از موش به انسان یا سایر نخستیها تاکنون ممکن نشده است؛ زیرا روند رشد در این گونهها تفاوتهای اساسی دارد. علاوه بر این، مطالعه رشد جنین انسان با محدودیتهای فراوانی روبهرو است و همین موضوع باعث شده پژوهشگرانی که تلاش میکنند مراحل اولیه شکلگیری اسپرم و تخمک را بازسازی کنند، با کمبود اطلاعات مواجه باشند.
کوتارو ساساکی (Kotaro Sasaki)، زیستشناس تکوینی دانشگاه پنسیلوانیا، میگوید: در مورد انسان، این حوزه پژوهشی هنوز بسیار عقبتر از آن چیزی است که باید باشد.
پیشرفت گامبهگام
ساساکی و همکارانش پیشتر روش تبدیل سلولهای بنیادی پرتوان القایی انسانی به سلولهایی شبیه سلولهای اولیه جنینی را که در نهایت به تخمک و اسپرم تبدیل میشوند، شناسایی کرده بودند.
سپس پژوهشگران این سلولهای نابالغ را با سلولهای غیرجنسی موجود در بیضه موشهای در حال رشد ترکیب کردند. این سلولهای غیرجنسی موش، محیط محافظتی و مواد مغذی لازم برای رشد اسپرم را فراهم میکنند.
این روش باعث شد پژوهشگران یک گام دیگر به تولید اسپرم بالغ نزدیک شوند، اما سلولها همچنان از مرحله اولیه رشد اسپرم که در جنین انسان مشاهده میشود، فراتر نرفتند.
اکنون ساساکی، ویلان و همکارانشان این فرایند را یک مرحله جلوتر بردهاند. آنها مخلوط سلولها را به موشهای زنده پیوند زدند؛ آن هم در ناحیهای از کلیه که به دلیل توانایی بالایش در حمایت از بافتهای پیوندی، محل مناسبی برای این کار محسوب میشود.
پس از قرار گرفتن در این کیسه کوچک، سلولهای پیوندشده به طور خودسازمانده، ساختارهای لولهای مشابه لولههای موجود در بیضه انسان را تشکیل دادند؛ همان ساختارهایی که اسپرم در آنها تولید میشود.
۶ ماه پس از پیوند، سلولهای انسانی به اسپرماتوگونیا (Spermatogonia) تبدیل شدند؛ سلولهایی که در نهایت میتوانند به اسپرم بالغ تبدیل شوند.
بررسی فعالیت ژنها نشان داد این سلولهای نابالغ شباهت بسیار زیادی به اسپرماتوگونیای طبیعی انسان دارند. با این حال، بیشتر سلولها در همین مرحله متوقف شدند و هیچکدام به اسپرم بالغ تبدیل نشدند.
زمانی که همین آزمایش روی میمونهای ماکاک نیز انجام شد، نتیجه مشابهی به دست آمد.
چه چیزی مانع از بلوغ اسپرم میشود؟
ساساکی معتقد است تفاوتهای زیستی میان سلولهای اسپرم انسانی و سلولهای پشتیبان موش احتمالا عامل اصلی این توقف رشد است.
فرایند تولید اسپرم بسیار پیچیده است و علاوه بر سلولهای پشتیبان اطراف بافت، به پیامهای هورمونی ارسال شده از سایر اندامهای بدن نیز وابسته است. این عوامل احتمالا در موش و انسان کاملا یکسان نیستند.
آماندر کلارک (Amander Clark)، زیستشناس تکوینی دانشگاه کالیفرنیا در لسآنجلس، معتقد است اگر سلولهای انسانی در کنار سلولهای پشتیبان انسانی رشد داده شوند، احتمال رسیدن آنها به مرحله اسپرم بالغ بیشتر خواهد شد.
او میگوید: این همان نوآوری فناورانهای است که احتمالا در گام بعدی اتفاق خواهد افتاد.
گام مهم دیگر، بررسی عملکرد واقعی این سلولهای اسپرماتوگونیا است. در انسان انجام چنین آزمایشهایی با محدودیتهای اخلاقی روبهرو است؛ بنابراین ساساکی امیدوار است بتواند این مطالعات را روی میمونهای ماکاک انجام دهد.
رقابت شرکتهای خصوصی
در همین حال، چندین شرکت خصوصی نیز روی تولید اسپرم و تخمک در آزمایشگاه کار میکنند.
ماه گذشته، شرکت زیستفناوری کانسپشن (Conception) مستقر در برکلی کالیفرنیا اعلام کرد که موفق شده است تخمکهای نابالغ انسانی را از سلولهای بنیادی در آزمایشگاه تولید کند.
همچنین در ماه مه، شرکت زیستفناوری پترنا (Paterna Biosciences) در سالتلیکسیتی اعلام کرد که موفق به تولید اسپرم بالغ شده است. با این حال، روش این شرکت با پژوهش دانشگاه پنسیلوانیا تفاوت دارد؛ زیرا کار خود را از سلولهای نابالغ اسپرم که مستقیما از بیضه جمعآوری شدهاند آغاز میکند، نه از سلولهای بنیادی پرتوان القایی که مراحل ابتدایی رشد اسپرم را از ابتدا بازسازی میکنند.
ساساکی در پایان تاکید میکند که ارزیابی چنین ادعاهایی بدون انتشار دادههای علمی دشوار است. / ایسنا
پایان پیام/
نظر خود را بنویسید