تولید سلول های بنیادی جنینی از سلول های پوست

در یک مطالعه جدید و پیشگامانه که توسط دانشگاه Hebrew اورشلیم (HU ) انجام شده است راهی برای تبدیل سلول های پوست به سه نوع اصلی سلول های بنیادی که مرحله اولیه شکل گیری جنین‌‌ها را تشکیل می دهند، پیدا شده است. این کار، پیامد‌های قابل توجهی برای مدل‌سازی بیماری‌ها‌ی جنینی و اختلالات جفتی دارد؛ هم‌چنین راه ایجاد جنین‌های کامل از سلول‌های پوست را فراهم می‌‌کند.

دکتر Yossi Buganim. از گروه توسعه زیست شناسی و تحقیقات سرطان HU و تیم او کشف کردند که مجموعه ای از ژن‌ها قادر اند سلول‌های پوست موش را به همه ی سه نوع سلولی تبدیل کنند که جنین اولیه را از قبیل جنین، جفت و بافت‌های جنینی مانند بند‌ ناف ایجاد می کنند. در آینده ممکن است بتوان جنین های کامل انسان را بدون نیاز به اسپرم و تخمک، از سلول‌های پوست انسان ایجاد کرد. این کشف، هم‌چنین پیامد‌های زیادی برای مدل‌سازی نقایص جنینی و مشخص شدن اختلالات جفتی دارد و مشکلات خاص ناباروری را نیز با ایجاد جنین های انسان در ظرف پتری‌ حل می‌کند‌.

در سال ۲۰۰۶، محققان ژاپنی توانایی سلول‌های پوست را برای برنامه ریزی شدن مجدد به سلول‌های اولیه جنینی کشف کردند که می‌تواند با بیان ۴ ژن مرکزی جنینی ، یک جنین کامل را به وجود آورد. این سلول‌های مجدد برنامه ریزی‌ شده که سلول‌های بنیادی پرتوان القایی (iPSCs) نامیده می‌شوند، شبیه به سلول‌هایی هستند که در روز‌های اول پس از لقاح ایجاد می‌شوند و به طور ذاتی با همتایان طبیعی آن‌ها یکسانند. این سلول‌ها می‌توانند به همه ی انواع سلول‌های جنینی، اما نه به بافت‌های اطراف جنین مانند جفت،تبدیل شوند.

در حال حاضر، تیم تحقیقاتی HU به ریاست دکتر Buganim،Oren Ram,Ph.D., از موسسه علوم زندگی و Tommy Kaplan,Ph.D. از دانشکده علوم کامپیوتر و مهندسی، هم‌چنین دانشجویان دکترای Hani Bencherit و Mohammad Jaber ترکیبی جدید از پنج ژن یافتند که وقتی در سلول‌های پوست قرار داده می‌شوند، سلول‌ها را به هریک از سه نوع سلول مرحله اولیه جنینی از نو برنامه‌ ریزی می کنند: سلول‌های پرتوان القایی که جنین را تولید می کنند، سلول‌های بنیادی جفتی و سلول‌های بنیادی که به دیگر بافت‌‌های اطراف جنین مانند بندناف تبدیل می‌شوند. این تغییرات حدود یک ماه طول می‌کشد.

 

تیم HU از فناوری جدید برای بررسی نیرو‌های مولکولی که سرنوشت سلول برای برنامه ریزی مجدد سلول‌های پوست و روند طبیعی رشد جنین را کنترل می‌کنند،استفاده کرد. برای مثال، محققان کشف کردند که ژن EOMES سلول را وادار می کند تا با سلول های بنیادی جفتی، همسان شود. درحالی‌ که ژن ESRRB از طریق اکتساب موقت هویت سلول بنیادی اضافی جنین، رشد سلول های بنیادی جنین را هماهنگ می‌کند.

محققان برای کشف مکانیسم‌های مولکولی فعال شده در طول تشکیل این سلول‌های مختلف، تغییرات ساختار ژنوم و عملکرد درون سلول‌ها را در زمان بیان این پنج ژن تجزیه و تحلیل کردند. آن‌ها کشف کردند که در مرحله اول، سلول‌های پوست هویت سلولی خود را از دست می‌دهند و سپس به آرامی هویت جدیدی از یکی از سه نوع سلول اولیه جنینی را به‌ دست می‌آورند. و این فرایند توسط دو سطح از پنج ژن کنترل می‌شود.

به تازگی، تلاش‌هایی برای ایجاد جنین کامل موش بدون استفاده از سلول‌های اسپرم و تخمک شکل گرفته است.در این تلاش‌ها، از سه نوع سلول اولیه که به‌ طور مستقیم از جنین زنده در حال رشد جدا شده، استفاده شد. با این حال، مطالعه HU اولین تلاشی است که هر سه سلول اصلی به یک‌باره از سلول‌های پوست تولید می‌شوند.

                 ۴ سلول مرحله جنینی موش‌‌.                                       تصویر از دانشگاه Hebrew.