واضح‌ترین تصویر از جنین در حال رشد انسان ثبت شد

پژوهشگران آمریکایی با استفاده از یک روش جدید توانستند واضح ترین عکس را از جنین در حال رشد انسان به دست بیاورند.

به گزارش ایسنا به نقل از نیچر، پژوهشگران با استفاده از دو تجهیزات آزمایشگاهی رایج شامل رنگ های فلورسنت و میکروسکوپ لیزری، واضح ترین و کامل ترین عکس از جنین در حال رشد انسان را در لحظه ثبت کرده اند.

این روش به پژوهشگران امکان می دهد تا رویدادهای مهم را در چند روز اول رشد، بدون اعمال تغییر ژنتیکی روی جنین مطالعه کنند. احتمال اعمال تغییر ژنتیکی روی جنین، مشکلی است که پیشتر استفاده از برخی روش های تصویربرداری از جنین انسان را به دلیل نگرانی های اخلاقی محدود کرده بود.

«نیکلاس پلاچتا» (Nicolas Plachta) زیست شناس سلولی« دانشگاه پنسیلوانیا» (UPenn) و از پژوهشگران این پروژه گفت: این اولین باری است که می توانیم از جنین انسان در مراحل اولیه رشد، با وضوح سلولی تصویربرداری کنیم. ما می توانیم سلول های منفرد و نحوه تعامل آنها با یکدیگر را هنگام تشکیل شدن جنین پیش از لانه گزینی ببینیم.

این روش تصویربرداری می تواند به توسعه روش هایی برای غربال گری غیرتهاجمی جنین هایی کمک کند که از طریق لقاح مصنوعی یا «آی وی اف» (IVF) تشکیل می شوند.

رنگ های فلورسنت

پژوهشگران معمولا باید جنین های انسان را با استفاده از نمونه های پس از مرگ مطالعه کنند زیرا بسیاری از تجهیزات مورد استفاده برای مشخص کردن سلول های زنده، با اصلاح ژنتیکی آنها برای تولید پروتئین های فلورسنت همراه هستند. پلاچتا و همکارانش، راه حلی را با استفاده از رنگ های فلورسنت ایجاد کردند که می تواند به سادگی به نمونه اضافه شود تا ساختارهای سلولی ویژه را مشخص کند.

پلاچتا گفت: جنین های مورد استفاده در این پژوهش، از سوی یک کلینیک آی وی اف برای تحقیقات اهدا شدند. آن ها در مراحل اولیه رشد هستند، هر کدام فقط از ۶۰ تا ۱۰۰ سلول تشکیل شده اند و هنوز هیچ بافت یا اندام کاملی ندارند.

پژوهشگران از یک رنگ فلورسنت موسوم به «SPY۶۵۰- DNA» استفاده کردند که DNA ژنوم را نشان می دهد و یک رنگ دیگر موسوم به «SPY۵۵۵- actin» که پروتئینی به نام «اف- اکتین» (F- actin) را مشخص می کند. سپس، آن ها ده ها جنین زنده را در طول ۴۰ ساعت اول رشد با استفاده از میکروسکوپ های اسکن لیزری قوی به تصویر کشیدند.

پلاچتا ادامه داد :ما می توانیم سلول های در حال تقسیم شدن و کروموزوم های در حال جدا شدن را ببینیم. حتی می توانیم نقص های جداسازی کروموزوم را در لحظه ثبت کنیم.

به عنوان مثال، پژوهشگران مشاهده کردند که سلول های لایه بیرونی جنین موسوم به «تروفکتودرم» (trophectoderm)، بخشی از DNA خود را طی مرحله ای از تکثیر سلولی به نام« اینترفاز»( interphase) از دست می دهند. در مرحله اینترفاز، سلول ها DNA خود را تکثیر می کنند.

چنین خطاهایی میتوانند با ناهنجاری های کروموزومی مانند «آنیوپلوئیدی» (Aneuploidy) مرتبط باشند که با کروموزوم های اضافی یا از دست رفته در جنین اولیه مشخص می شود و با شکست خوردن بارداری و لانه گزینی مرتبط است.

«زیو ویلیامز» (Zev Williams) متخصص باروری «دانشگاه کلمبیا» (Columbia University) گفت:دانستن زمان وقوع آنیوپلوئیدی به ما امکان می دهد تا فرصت هایی را برای مداخله و تلاش کردن برای برطرف سازی مشکل به دست آوریم. عکس های جدید، نخستین روزهای رشد جنین را با وضوحی که پیشتر دیده نشده بود، نشان می دهند.

مقایسه جنین انسان و موش

پژوهشگران توانستند به مقایسه رویدادهای کلیدی در جنین انسان و موش بپردازند که اغلب به عنوان مدل برای مطالعه رشد جنین مورد استفاده قرار می گیرند. آن ها چند تفاوت مهم را مشاهده کردند. به عنوان مثال ، فرآیندی به نام فشرده سازی که شامل بروز تغییراتی در شکل سلول است، در مرحله ۱۲ سلول جنین انسان و مرحله ۸ سلول جنین موش آغاز می شود. این فرآیند در جنین انسان هم زمان نیست و همین امر به بروز تغییراتی در شکل گیری سلول های درونی و بیرونی منجر می شود.

«ساد کلیتون» (Sade Clayton) زیست شناس سلولی «دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس» (WUSTL) گفت:تشخیص دادن این تغییرات کوچک، همان چیزی است که این مقاله را بسیار بدیع می کند. این تفاوت های کوچک در واقع می توانند به تفاوت های بسیار بزرگ از نظر رشد رحم تبدیل شود.

پژوهشگران امیدوارند با تصویربرداری از جنین انسان طی دوره های طولانی‌تر، استفاده از میکروسکوپ های لیزری با شدت پایین و ترکیب رنگ های دیگری که می توانند ساختارهای گوناگون مانند غشای سلولی را برچسب گذاری کنند، بتوانند این پژوهش را تقویت کنند.

پلاچتا گفت: این روش حتی ممکن است روزی کاربردهای بالینی داشته باشد. ما در آینده می توانیم از این روش تصویربرداری زنده برای پیگیری رشد جنین ها به صورت غیرتهاجمی در کلینیک استفاده کنیم.

این پژوهش، در مجله «Cell» به چاپ رسید.