دستاورد دانشمندان کمبریج: پرورش ساختاری شبیه جنین که سلول‌های خونی تولید می‌کند

دانشمندان کمبریج با استفاده از سلول‌های بنیادی، مدل‌های شبیه رویان به نام هماتوئید ساخته‌اند که سلول‌های خونی تولید می‌کنند.

دانشمندان موفق شده‌اند ساختارهایی شبیه رویان را در آزمایشگاه پرورش دهند که سلول‌های خونی انسانی تولید می‌کنند. با این دستاورد می‌توان خون کاملاً سازگار با بدن هر بیمار، با استفاده از سلول‌های خود او، تولید کرد.

براساس گزارش گاردین، ساختارهای جدید محققان دانشگاه کمبریج «هماتوئید» (Hematoids) نام‌گذاری شده‌اند؛ هماتوئیدها رویان واقعی نیستند و هرگز پتانسیل تبدیل‌شدن به نوزاد را ندارند. چون فاقد بافت‌های مهمی مانند جفت و کیسه زرده هستند.

درواقع، اینها مدل‌های سه‌بعدی هستند که از سلول‌های بنیادی انسانی ساخته شده‌اند. نکته این است که این سلول‌های بنیادی را می‌توان از هر سلول بدن، مانند سلول‌های پوست، به دست آورد. این مدل‌ها به دانشمندان امکان می‌دهند تا برای اولین‌بار پنجره‌ای به روی هفته‌های اولیه رشد انسان و نحوه شکل‌گیری سیستم خونی باز کنند؛ مرحله‌ای که مشاهده مستقیم آن در یک رویان واقعی غیرممکن است.

تولید سلول‌های خونی انسان در آزمایشگاه

این هماتوئیدها یک ویژگی جالب دارند: آن‌ها خودسازمان‌دهنده هستند. پس از کشت سلول‌های بنیادی، این ساختارها به‌طور خودکار شروع به تقلید از فرایند رشد طبیعی رویان کردند.

در روز دوم، آنها خود را به سه لایه زایای اصلی (اکتودرم، مزودرم و اندودرم) که اساس تمام اندام‌های بدن هستند، تقسیم کردند. در روز هشتم، سلول‌های تپنده قلب شکل گرفتند. و درنهایت، در روز سیزدهم، اتفاق هیجان‌انگیز رخ داد. سرپرست این تحقیق می‌گوید: «لحظه هیجان‌انگیزی بود که رنگ قرمز خون در ظرف آزمایش ظاهر شد؛ این وضعیت حتی با چشم غیرمسلح نیز قابل مشاهده بود.»

این لکه‌های قرمز، نشانه‌ای از تولید موفقیت‌آمیز سلول‌های بنیادی خونی بودند که سپس توانستند به انواع مختلف سلول‌های خونی، از جمله گلبول‌های قرمز حامل اکسیژن و گلبول‌های سفید سیستم ایمنی، تمایز پیدا کنند.

تا پیش از این، روش‌هایی برای تولید سلول‌های خونی در آزمایشگاه وجود داشت، اما نیازمند استفاده از یک ترکیب پیچیده از پروتئین‌های خارجی برای هدایت سلول‌ها بودند. اما این روش جدید، بسیار طبیعی‌تر است. این مدل که شبیه رویان است، فرایند طبیعی رشد را تقلید می‌کند و به سلول‌ها امکان می‌دهد تا خودشان مسیر تمایز به سلول‌های خونی را پیدا کنند.

این پیشرفت، اگرچه هنوز در مراحل اولیه قرار دارد، اما می‌تواند کاربردهای مختلفی می‌تواند داشته باشد؛ بزرگ‌ترین پتانسیل این فناوری، تولید سلول‌های بنیادی خونی کاملاً شخصی‌سازی‌شده برای بیمارانی است که به پیوند مغز استخوان نیاز دارند. با استفاده از سلول‌های پوست خود بیمار، می‌توان خونی تولید کرد که کاملاً با بدن فرد سازگار است و خطر پس‌زدن پیوند را از بین می‌برد.

همچنین محققان می‌توانند از این هماتوئیدها برای شبیه‌سازی بیماری‌های خونی مانند سرطان خون (لوسمی) و درک بهتر نحوه پیشرفت آنها استفاده کنند. این مدل یک بستر ایده‌آل برای آزمایش ایمنی و کارایی داروهای جدید بر روی سیستم خونی و ایمنی درحال رشد نیز فراهم می‌کند.

یافته‌های این پژوهش در ژورنال Cell Reports منتشر شده است.