رشد ستون فقرات انسان در آزمایشگاه شبیه‌سازی شد

به گزارش خبرنگار علمی و فناوری خبرگزاری برنا، دانشمندان مؤسسه فرانسیس کریک موفق به ایجاد مدل‌هایی از سلول‌های بنیادی انسان شدند که برای اولین بار حاوی طناب‌پشتی (نوتوکورد) هستند؛ بافتی حیاتی در جنین در حال رشد که هدایت سلول‌ها را برای تشکیل ستون فقرات و سیستم عصبی بر عهده دارد.

این پژوهش که ۱۸ دسامبر در مجله Nature منتشر شد، گام مهمی در درک نحوه شکل‌گیری بدن انسان در مراحل اولیه رشد به شمار می‌رود.

طناب‌پشتی: ساختاری حیاتی در رشد جنین

طناب‌پشتی که به شکل یک بافت میله‌ای در بدن در حال رشد ظاهر می‌شود، نقش حیاتی در سازمان‌دهی بافت‌ها در طول رشد جنین دارد. این ساختار در تمام مهره‌داران مشترک است و تا کنون به دلیل پیچیدگی‌های آن در مدل‌های آزمایشگاهی پیشین از رشد بخش تنه انسان غایب بوده است. این پیشرفت تازه در زیست‌شناسی رشد اهمیت زیادی دارد.

رمزگشایی از فرآیند شکل‌گیری طناب‌پشتی

محققان برای درک دقیق نحوه شکل‌گیری طبیعی طناب‌پشتی، ابتدا جنین‌های مرغ را مورد بررسی قرار دادند و با مقایسه داده‌ها با اطلاعات منتشرشده قبلی از جنین‌های موش و میمون، زمان‌بندی و توالی سیگنال‌های مولکولی لازم برای تولید این بافت را مشخص کردند.

آن‌ها با استفاده از این نقشه راه، دنباله‌ای دقیق از سیگنال‌های شیمیایی ایجاد کردند و توانستند سلول‌های بنیادی انسان را به شکل‌گیری طناب‌پشتی هدایت کنند.

پیشرفت در مدل‌های آزمایشگاهی رشد تنه انسان

این سلول‌ها موفق به تشکیل ساختاری مینیاتوری شبیه به تنه شدند که به طور خودبه‌خودی تا ۱ تا ۲ میلی‌متر طول کشید. این ساختار دارای بافت عصبی و سلول‌های بنیادی استخوانی بود که به شکلی شبیه رشد طبیعی جنین انسان سازماندهی شده بود.

طناب‌پشتی در این مدل آزمایشگاهی توانست سلول‌ها را تشویق کند تا در مکان و زمان مناسب به انواع بافت‌های مورد نیاز تبدیل شوند. این یافته‌ها می‌تواند در مطالعه ناهنجاری‌های مادرزادی ستون فقرات و نخاع و همچنین درک بهتر از اختلالات دیسک‌های بین مهره‌ای که با افزایش سن باعث درد کمر می‌شوند، کاربرد داشته باشد.

دستاوردی برای درک رشد انسان

جیمز بریسکو، سرپرست گروه آزمایشگاه دینامیک رشد و نویسنده ارشد این پژوهش گفت: «طناب‌پشتی مانند یک سیستم GPS برای جنین عمل می‌کند و در شکل‌دهی محور اصلی بدن و هدایت تشکیل ستون فقرات و سیستم عصبی نقش دارد. تاکنون تولید این بافت حیاتی در آزمایشگاه دشوار بوده و امکان مطالعه رشد انسان و اختلالات مرتبط با آن محدود بود. اکنون که مدلی کاربردی ایجاد کرده‌ایم، دریچه‌ای به روی مطالعه بیماری‌های رشدی که تاکنون ناشناخته بودند، باز شده است.»

تیاگو ریتو، محقق پسادکتری در این آزمایشگاه و نویسنده اول این پژوهش، افزود: «یافتن سیگنال‌های شیمیایی دقیق برای تولید طناب‌پشتی مانند پیدا کردن دستور پخت درست بود. تلاش‌های قبلی در رشد آزمایشگاهی این بافت ممکن است به دلیل عدم درک زمان‌بندی مناسب برای اضافه کردن مواد لازم ناکام مانده باشد.»

وی همچنین توضیح داد: «نکته هیجان‌انگیز این است که طناب‌پشتی در ساختارهای آزمایشگاهی ما به نظر می‌رسد مشابه عملکرد آن در جنین در حال رشد عمل می‌کند؛ به طوری که سیگنال‌های شیمیایی ارسال می‌کند و به سازمان‌دهی بافت‌های اطراف کمک می‌کند، درست همان‌طور که در رشد طبیعی اتفاق می‌افتد.»

این ساختارها مدل‌های ساده‌ای از بدن هستند که تنها حاوی تعداد محدودی از انواع سلول‌ها هستند. آن‌ها تنها برای چند روز رشد می‌کنند و قادر به تشکیل جنین نیستند. هدف اصلی این مدل‌ها، مطالعه جنبه‌هایی از رشد انسان است که تاکنون مطالعه آن‌ها دشوار یا غیرممکن بوده است.

انتهای پیام/