“نماذج الأجنة” تتحدى المفاهيم القانونية والأخلاقية والبيولوجية لـ “الجنين”

في هذه الأثناء ، كان فريق حنا في إسرائيل يزرع نماذج أجنة فئران بطريقة مماثلة ، كما وصفوا في ورقة بحثية في خلية تم نشره قبل وقت قصير من البحث من مجموعة Zernicka-Goetz. صُنعت نماذج هانا أيضًا فقط من الخلايا الجذعية الجنينية ، والتي تم إقناع بعضها جينيًا لتصبح خلايا TSCs و XEN. قال حنا: “يمكن توليد كل الجنين الاصطناعي المملوء بالأعضاء ، بما في ذلك الأغشية الجنينية الإضافية ، من خلال البدء فقط بالخلايا الجذعية الساذجة متعددة القدرات”.

مرت نماذج أجنة هانا ، مثل تلك التي صنعتها Zernicka-Goetz ، بجميع مراحل النمو المبكرة المتوقعة. بعد 8.5 يومًا ، كان لديهم شكل بدن خام ، برأس وبراعم أطراف وقلب وأعضاء أخرى. تم ربط أجسادهم بمكان زائف مصنوع من TSCs بواسطة عمود من الخلايا مثل الحبل السري.

قالت زيرنيكا جويتز: “إن نماذج الأجنة هذه تلخص التطور الجنيني الطبيعي بشكل جيد للغاية”. قد تكون الاختلافات الرئيسية هي عواقب تكوين المشيمة بشكل غير صحيح ، حيث لا يمكنها الاتصال بالرحم. قد تؤثر الإشارات غير الكاملة من المشيمة المعيبة على النمو الصحي لبعض هياكل الأنسجة الجنينية.

وقالت إنه بدون بديل أفضل للمشيمة “يبقى أن نرى إلى أي مدى ستتطور هذه الهياكل”. لهذا السبب تعتقد أن التحدي الكبير التالي سيكون في أخذ نماذج الأجنة خلال مرحلة من التطور تتطلب عادةً المشيمة كواجهة لأنظمة الدورة الدموية للأم والجنين. لم يجد أحد حتى الآن طريقة للقيام بذلك في المختبر ، لكنها تقول إن مجموعتها تعمل على ذلك.

أقر حنا بأنه فوجئ بمدى نجاح نماذج الأجنة في النمو إلى ما بعد التثبيط. لكنه أضاف أنه بعد العمل على هذا لمدة 12 عامًا ، “أنت متحمس ومتفاجئ في كل حدث هام ، لكن في يوم أو يومين تعتاد عليه وتأخذ الأمر كأمر مسلم به ، وتركز على الهدف التالي”.

فوجئ جون وو ، عالِم بيولوجيا الخلايا الجذعية في مركز ساوثويسترن الطبي بجامعة تكساس في دالاس ، أيضًا بأن نماذج الأجنة المصنوعة من الخلايا الجذعية الجنينية وحدها يمكنها الوصول إلى هذا الحد. وقال: “حقيقة أنها يمكن أن تشكل هياكل شبيهة بالجنين مع تكوّن عضوي مبكر واضح تشير إلى أنه يمكننا الحصول على أنسجة وظيفية على ما يبدو خارج الرحم ، تعتمد فقط على الخلايا الجذعية”.

في تجعد آخر ، اتضح أن النماذج الجنينية لا يجب أن تُنمو من الخلايا الجذعية الجنينية الحرفية – أي الخلايا الجذعية المأخوذة من الأجنة الفعلية. يمكن أيضًا أن تنمو من خلايا ناضجة مأخوذة منك أو مني وتتراجع إلى حالة شبيهة بالخلايا الجذعية. كان احتمال حدوث مثل هذا “التجديد” لأنواع الخلايا الناضجة هو الاكتشاف الثوري لعالم الأحياء الياباني شينيا ياماناكا ، والذي أكسبه نصيبًا من جائزة نوبل لعام 2012 في علم وظائف الأعضاء أو الطب. تسمى هذه الخلايا المعاد برمجتها الخلايا الجذعية المحفزة ، ويتم تصنيعها عن طريق حقن الخلايا الناضجة (مثل خلايا الجلد) مع عدد قليل من الجينات الرئيسية النشطة في الخلايا الجذعية الجنينية.

حتى الآن ، يبدو أن الخلايا الجذعية المحفزة قادرة على فعل أي شيء تقريبًا يمكن للخلايا الجذعية الجنينية أن تفعله ، بما في ذلك النمو في هياكل شبيهة بالجنين في المختبر. ويبدو أن هذا النجاح يقطع الصلة الأساسية الأخيرة بين نماذج الأجنة والأجنة الحقيقية: لا تحتاج إلى جنين لصنعها ، مما يجعلها خارج اللوائح الحالية إلى حد كبير.

زراعة الأعضاء في المختبر

حتى لو كانت نماذج الأجنة تشابه بشكل غير مسبوق مع الأجنة الحقيقية ، فلا يزال لديها العديد من أوجه القصور. يقر نيكولاس ريفرون ، عالم بيولوجيا الخلايا الجذعية وعالم الأجنة في معهد التكنولوجيا الحيوية الجزيئية في فيينا ، بأن “نماذج الأجنة بدائية وغير كاملة وغير فعالة وتفتقر إلى القدرة على تكوين كائن حي”.

معدل الفشل في نمو نماذج الأجنة مرتفع للغاية: أقل من 1 في المائة من مجموعات الخلايا الأولية تجعلها بعيدة جدًا. قال حنا إن التشوهات الدقيقة ، التي تنطوي في الغالب على أحجام غير متناسبة من الأعضاء ، غالبًا ما تقضي عليها. يعتقد وو أن هناك حاجة إلى مزيد من العمل لفهم أوجه التشابه مع الأجنة الطبيعية والاختلافات التي قد تفسر سبب عدم تمكن نماذج أجنة الفئران من النمو لأكثر من 8.5 يومًا.