الحيوانات المنوية المزروعة في المختبر: يقترب العلماء من تحقيق اختراق في الخصوبة

يبدو الأمر كالخيال العلمي: جمع خلايا دم شخص ما، وهندستها بحيث تتحول في النهاية إلى حيوانات منوية غير ناضجة، ثم احتضانها في كيس صغير ينمو على كلية فأر.

السعي لإنجاب أطفال باستخدام البويضات والحيوانات المنوية المزروعة في المختبر

لكنها ليست كذلك. اليوم، أفاد فريق من الباحثين في المجلة الخلية الجذعية¹ بأنها نفذت العملية بنجاح، مع الهدف النهائي هو إنتاج حيوانات منوية بشرية ناضجة في المختبر.

وفي الوقت الحالي، يظل هذا الهدف بعيد المنال. توقفت الخلايا المزروعة في المختبر عن التطور في مرحلة غير ناضجة. هناك العديد من العقبات التي يجب التغلب عليها تكوين حيوانات منوية ناضجة في المختبريقول إيوين ويلان، عالم الأحياء الإنجابية بجامعة بنسلفانيا في فيلادلفيا، وهو عضو في فريق البحث. لكن الإنجاز الأخير هو خطوة في الاتجاه الصحيح.

وفي غضون ذلك، يمكن استخدام هذا الإجراء لدراسة المراحل المبكرة من تطور الحيوانات المنوية البشرية والبحث عن الأسباب الكامنة وراء العقم عند الرجال. حوالي 40% من حالات العقم عند الرجال ليس لها سبب معروف. يقول ويلان: “إننا نتعامل مع هذا الأمر من منظور علمي أساسي”. “نحن بعيدون جدًا عن التطبيق السريري.”

هدف بعيد المنال

بعض التطبيقات السريرية المحتملة مثيرة للجدل، وخاصة فكرة استخدام الحيوانات المنوية أو البويضات المزروعة في المختبر لإنجاب الأطفال. وعلى الرغم من أن بعض الباحثين يأملون في إمكانية استخدام هذا النهج لعلاج حالات معينة من العقم، إلا أن هذه الممارسة تثير أيضًا مخاوف أخلاقية. وأحد هذه الأمور هو أن هذه التقنية يمكن أن تسهل تعديل الخلايا الإنجابية وراثيا لإنتاج “أطفال مصممين”.

صنع الفئران مع أبوين: أعاد عالم الأحياء هذا كتابة قواعد التكاثر الجنسي

حتى الآن، أ حفنة من الباحثين تمكنوا من إنتاج بويضات وحيوانات منوية من خلايا جلد الفأر. تتم إعادة برمجة هذه الخلايا وراثيا بحيث تتحول إلى الخلايا الجذعية المحفزة (iPS). – الخلايا “الشابة” التي تعمل مثل تلك الموجودة في الأجنة ويمكن تحويلها كيميائيًا أو وراثيًا لتتحول إلى خلايا مختلفة تمامًا، مثل الحيوانات المنوية. حتى أن أحد الفرق استخدم هذا النهج لتوليد ذرية من اثنين من الفئران الذكور².

لكن الباحثين لم يتمكنوا من ترجمة هذه النجاحات في الفئران إلى البشر أو الرئيسيات الأخرى بسبب الاختلافات في كيفية تطور الأنواع. من الصعب أيضًا دراسة تطور الجنين البشري، لذا فإن الباحثين الذين يهدفون إلى فهم وتلخيص الأيام الأولى لتطور الحيوانات المنوية والبويضة يُتركون يتخبطون في الظلام. يقول كوتارو ساساكي، عالم الأحياء التنموي بجامعة بنسلفانيا أيضًا: «إن العمل في البشر متأخر جدًا».

خطوة بخطوة

وحدد ساساكي وزملاؤه في السابق كيفية تحويل الخلايا الجذعية البشرية المحفزة إلى تلك التي تشبه الخلايا الجنينية المبكرة التي تؤدي في النهاية إلى ظهور البويضات والحيوانات المنوية.³. ثم قام الباحثون بخلط تلك الخلايا غير الناضجة مع الخلايا غير الإنجابية الموجودة في خصيتي الفئران النامية⁴. يمكن لخلايا الفأر غير الإنجابية توفير الحماية والمواد المغذية اللازمة لدعم نمو الحيوانات المنوية.

سمح هذا لساساكي وزملائه بالاقتراب من الحيوانات المنوية الناضجة، لكن الخلايا لم تتقدم إلى ما بعد المرحلة المبكرة من تطور الحيوانات المنوية الموجودة في الأجنة البشرية.

الآن، قام ساساكي وويلان وزملاؤهما بأخذ هذه العملية إلى أبعد من ذلك، من خلال زرع خليطهم من الخلايا في فئران حية – في منطقة من الكلى معروفة بأنها مناسبة تمامًا لدعم الأنسجة المزروعة.

بمجرد وصولها إلى تلك الحقيبة، تنظم الخلايا المزروعة نفسها ذاتيًا في هياكل أنبوبية مماثلة لتلك الموجودة في الخصيتين حيث يتم إنتاج الحيوانات المنوية. بعد ستة أشهر من عملية الزرع، تطورت الخلايا البشرية إلى الحيوانات المنوية، وهو نوع من الخلايا يمكن أن يؤدي في النهاية إلى ظهور حيوانات منوية ناضجة.