أعلن علماء من جامعة ميشيغان عن إنشاء نموذج يستنسخ المراحل الأولى من تطور الجنين البشري، بما في ذلك بنية مشابهة للكيس المحي. تم تنفيذ العمل دون تعديل جيني، حيث تم استخدام مجموعة واحدة من الخلايا الجذعية، مع إخضاعها لظروف بيئية خاضعة للرقابة. تم نشر نتائج العمل في بيولوجيا الخلية الطبيعية.
وللتحقق من الملاحظات، استخدم الباحثون بيانات من أجنة القرود التي قدمها زملاء من الأكاديمية الصينية للعلوم. هذا جعل من الممكن التأكد من أن الهياكل المشابهة للكيس المحي قد تشكلت بالفعل في النظام.
لماذا هذا مهم
يتشكل كيس الصفار في التطور الطبيعي مبكرًا جدًا – بعد حوالي 2-3 أسابيع من الإخصاب. فهو يوفر للجنين وظائف التغذية والإشارات الأساسية، ويشارك أيضًا في تكوين الدورة الدموية المبكرة وتكوين الدم. وعادة ما يتطور من خلايا تحت الأرومة.
ومع ذلك، في النموذج الجديد، لم يتم تشكيل Hypoblasts، مما جعل ظهور مثل هذا الهيكل غير متوقع.
كيف تم إنشاء النموذج
استخدم الفريق، بقيادة البروفيسور جيان بينغ فو، الخلايا الجذعية البشرية متعددة القدرات، وهي الخلايا التي يمكن أن تتطور إلى أنواع مختلفة من الأنسجة.
وأشار فو إلى أنه “وفقًا للأفكار المقبولة عمومًا حول التنمية البشرية، يجب أن يتكون الكيس المحي من خلايا تحت الأرومة. نحن نعلم أن نظامنا لا يمكنه إنتاج خلايا تحت الأرومة أو مشتقاتها، لذلك اعتقدنا أننا لن نكون قادرين على رؤية بنية الكيس المحي”.
تم ترتيب الخلايا في قرص رفيع يبلغ قطره حوالي 0.8 ملم، لمحاكاة الأرومة الظاهرية الجنينية المبكرة. ثم تمت إضافة جزيء الإشارة BMP-4، مما يؤدي إلى عملية تكوين المعدة. المرحلة التي تتشكل فيها أنسجة الجسم المستقبلية.
تنظيم ذاتي غير متوقع
بدلا من تشكيل الخط البدائي (الجنيني). – البنية المميزة للتطور الجنيني المبكر الذي يتم من خلاله وضع الطبقات الرئيسية للجسم – تم تنظيم الخلايا بشكل مختلف. لقد شكلوا هياكل متحدة المركز، ثم ثلاث طبقات، تذكرنا بأساسيات الأعضاء المستقبلية.
وفي الوقت نفسه، ظهرت تجاويف مشابهة للكيس السلوي، بالإضافة إلى بنية تشبه الكيس المحي. ولاحظ الباحثون أن هذه كانت نتيجة غير متوقعة.
وقال شيو صن، طالب الدراسات العليا: “كان من المفاجئ للغاية العثور على هذه الهياكل التي تشبه كيس الصفار. في البداية، لم أكن أعتقد أنه كان كيس صفار”.
تأكيد النتائج
في اليوم الأول، تظهر المستعمرات كدوائر مرقطة باللون الرمادي، مع عدم تجانس أعلى في المركز.
بحلول اليوم الثاني، تظهر هياكل صغيرة مستديرة في المركز وتبدأ في التحول إلى اللون الداكن.
في اليوم الثالث، يتم تكثيف السواد: كل من المنطقة المركزية والحلقة المحيطة بها مظلمة، بينما تظل الطبقات الخارجية للخلايا فقط أفتح. تنفصل بعض الخلايا وتشكل “حافة” أو تاجًا حول المستعمرة.
بحلول اليوم الرابع، تكون معظم المستعمرات مظلمة تمامًا تقريبًا، باستثناء محيط فاتح عند الحواف.
وبحلول اليوم الخامس، يزداد حجمها بحوالي الثلث، ويصبح شكلها أقل انتظامًا.
ولاختبار الملاحظات، قارن الفريق البيانات بأجنة القردة بعد زرعها. تم التعرف على علامة HNF4A – وهو الجين المرتبط بتطور الكبد والأمعاء والكلى، وكذلك نشاط الكيس المحي.
تم أيضًا استخدام تتبع خط الخلايا الموسوم بالفلورسنت لفهم أصل الأنسجة. وأظهر التحليل أن خلايا الكيس المحي نشأت بالفعل أثناء عملية المعدة.
لماذا يتم إنشاء مثل هذه النماذج؟
وتساعد مثل هذه الأنظمة في دراسة المراحل المبكرة من التطور البشري التي لا يمكن ملاحظتها بشكل مباشر. وهذا قد يوضح أسباب فقدان الحمل المبكر وآليات تكوين الأعضاء. وقد تقدم الفريق بطلب للحصول على براءة اختراع ويدرس المزيد من التطبيقات لهذه التكنولوجيا في البحوث الطبية الحيوية.
المصدر الأصلي: naukatv.ru