دانشمندان لایهٔ شبیهسازیشدهٔ رحم انسان را ساختند و جنینهای اولیه را کاشتند
مطالعهٔ گفتوگوی شیمیاییای که در حالیکه توپچههای کوچکی از سلولها توام میشوند رخ میدهد میتواند نوری بر بارداری اولیه و نقصهایی که به سقط منجر میشوند، بیاندازد.
ایان سمپل، ویراستار علمی
پژوهشگران لایهٔ شبیهسازیشدهای از رحم را در یک ظرف آزمایشگاهی ساختهاند که نوید میدهد نور تازهای بر مراحل اولیهٔ مرموز بارداری انسان و مشکلاتی که میتوانند به سقط جنین و عوارض پزشکی منجر شوند، بیندازد.
در آزمایشهای آزمایشگاهی، جنینهای اولیهٔ انسانی که پس از فرآیند IVF از سوی زوجها اهدای شده بودند، با موفقیت در لایهٔ مهندسیشده کاشتند و ترکیبات کلیدی مانند هورمونی که در تست بارداری مثبت خط آبی ایجاد میکند، تولید کردند.
این رویکرد به دانشمندان اجازه داد تا بهصورت مخفی به گفتوگوی شیمیایی بین جنین و لایهٔ رحم گوش دهند، هنگامی که جنین توام میشود و در نخستین هفتههای بارداری تغذیه میشود.
«دیدن این صحنه فوقالعاده است»، دکتر پیتر رگ‑گن گفت، که یکی از نویسندگان ارشد این مطالعه و سرپرست گروه در مؤسسه بابراهام در کمبریج است. «قبلاً تنها قطعاتی از این مرحلهٔ بحرانی بارداری در دسترس داشتیم. این امر مسیرهای جدید بسیاری را برای ما باز میکند.»
جایگیری جنین حدود یک هفته پس از لقاح رخ میدهد، وقتی که جنین در حال رشد به دیوارهٔ رحم میچسبد و سپس در آن توام میشود. این مرحلهای حیاتی در بارداری است، اما بهدلیل دشواری در مشاهده، بهخوبی درک نشده است. بخش عمدهای از آنچه میدانیم از مطالعات هیسکتومیهای انجامشده در بارداریهای اولیه، که بیش از نیمقرن پیش انجام شدهاند، استخراج شده است.
برای ساخت لایهٔ شبیهسازیشدهٔ رحم، رگ‑گن و همکارانش بافت رحمی را از زنان سالمی که نمونههای بیوپسی خود را اهداء کردند، بهدست آوردند. از این بافت، دانشمندان دو نوع سلول مختلف را جدا کردند: سلولهای استرومال که پشتیبان ساختاری لایهٔ رحم را فراهم میکنند و سلولهای اپیتال که سطح لایه را تشکیل میدهند. سلولهای استرومال را در یک ماتریس زیستتجزیهپذیر به نام هیدروژل محصور کردند و سلولهای اپیتال را بر روی آن قرار دادند.
پژوهشگران لایهٔ شبیهسازیشدهٔ رحم را با جنینهای اولیهٔ IVF که اهدای بودند، مورد آزمایش قرار دادند. در مقالهای که در نشریه Cell منتشر کردند، شرح دادند که چگونه توپچههای میکروسکوپی سلولی بهطور مورد انتظار بههم چسبیده و کاشت شدند. سپس ترشح هورمون گنادوتروپین انسانی (hCG)، که یک نشانگر بیوشیمیایی است و توسط تستهای بارداری شناخته میشود، همراه با سایر ترکیبات مرتبط با بارداری، افزایش یافت.
این فنآوری به دانشمندان اجازه داد تا رشد جنینها را تا ۱۴ روز پس از لقاح مشاهده کنند، که حداکثر زمان قانونی برای پژوهش است. در طول این فرآیند، جنینها سلولهای تخصصی و سایر سلولهای مشارکتکننده در رشد جفت را تشکیل دادند.
برای درک عمیقتر این فرآیند، دانشمندان بهدقت به نقاطی که جنینها در لایهٔ شبیهسازیشدهٔ رحم توام شده بودند، نگاه کردند و سیگنالهای مولکولی را که بین آنها و لایه رد و بدل میشد، رمزگشایی کردند. این سیگنالها برای بهدستآوردن و حفظ بارداری سالم حیاتی هستند.
دانشمندان اکنون از این روش برای بررسی نحوهٔ شکلگیری بارداری و عواملی که ممکن است دچار اختلال شوند، استفاده خواهند کرد. «ما میدانیم که نیمی از تمام جنینها در کاشت شکست میخورند و دلیل آن برایمان نامشخص است»، رگ‑گن گفت. یافتن پاسخها میتواند فشار لازم برای بهبود نرخ موفقیت IVF را فراهم آورد.
آزمایشهای بیشتر به بررسی آنچه پس از کاشت اتفاق میافتد، زمانی که جفت شروع به شکلگیری میکند، میپردازند. بسیاری از عوارض جدی بارداری گمان میشود در این مرحله بروز کنند. در این مطالعه، پژوهشگران از یک ترکیب شیمیایی برای مسدود کردن یک سیگنال خاص بین جنین و لایهٔ رحم استفاده کردند که منجر به نقصهای شدیدی در بافت تشکیلدهندهٔ جفت شد، و این نشان داد که این روش برای ارزیابی تأثیر مشکلات سیگنالدهی چقدر قدرتمند است.
در مطالعهای جداگانه منتشر شده در همان مجله، پژوهشگران چینی لایهٔ شبیهسازیشدهٔ خود را از رحم ساختند و داروهایی را شناسایی کردند که ممکن است نرخ کاشت را در بیماران مبتلا به شکست مکرر کاشت (RIF) – حالتی که جنینهای IVF با کیفیت مناسب نتوانند بارداری را برقرار کنند – بهبود بخشند.
جان آپلین، استاد پزشکی تولیدمثل در دانشگاه منچستر، گفت که در بیش از ۴۰ سال پیشرفتهای تکثیر بهکمک، نرخ کاشت بهطور مداوم پایین باقی مانده است.
«همانگونه که جنین کاشت میشود، برنامهای برای آغاز رشد جفت فعال میگردد، جفت که مواد مغذی و اکسیژن را به جنین تأمین میکند»، او گفت. «مراحل اولیه برای پیشرفت بارداری حیاتی هستند، بهخوبی درک نشدهاند و اغلب با شکست مواجه میشوند. این کار امکان بررسی درمانهایی را فراهم میکند که هدفشان بهبود کارآیی کاشت است.»