ساخت نوتوکورد با سلول بنیادی: کشف بزرگ برای رشد بدن و درمان کمردرد!

مدل‌های سلول‌های بنیادی آدمیزاد، این‌بار با نوتوکورد

پژوهشگرای موسسه فرانسیس کریک، موفق شدن مدل‌هایی از سلول‌های بنیادی انسانی بسازن که برای اوّلین بار، نوتوکورد دارن. نوتوکورد، یه جور بافت توی جنین در حال رشده که مثل یه سیستم راهنما عمل می‌کنه و به سلول‌ها می‌گه کجا ستون فقرات و سیستم عصبی رو بسازن (البته منظور از “بدن” همون سیستمه!). این پژوهش که امروز توی مجله‌ی نیچر چاپ شده، یه قدم بزرگ توی فهمیدن چگونگی شکل‌گیری بدن ما توی مراحل اوّلیه‌ی رشد محسوب می‌شه.

نوتوکورد، یه بافت میله‌ای شکله که جزو ضروریات اسکلت بدن در حال رشده. این ویژگی، یه نشانه‌ی اصلی برای همه‌ی حیواناتیه که ستون فقرات دارن و نقش خیلی مهمی توی سازمان‌دهی بافت‌ها توی جنین در حال رشد، ایفا می‌کنه. با وجود این‌همه اهمیّت، پیچیدگی این ساختار باعث شده که توی مدل‌های قبلی‌ای که توی آزمایشگاه ساخته می‌شدن نتونیم این رو توی مراحل رشد بدن آدمیزاد ببینیم.

پژوهشگرا، اوّل از همه، جنین‌های مرغ رو زیر نظر گرفتن تا دقیقاً بفهمن نوتوکورد چه‌جوری توی طبیعت شکل می‌گیره. بعد، با مقایسه‌ی این اطلاعات با داده‌هایی که از جنین‌های موش و میمون داشتن، فهمیدن کی و چه جور سیگنال‌های مولکولی لازمه که بافت نوتوکورد ساخته بشه. با استفاده از این نقشه‌ی راه، یه سری سیگنال‌های شیمیایی دقیق ساختن و ازشون استفاده کردن تا سلول‌های بنیادی آدمیزاد رو تشویق کنن که نوتوکورد بسازن.

سلول‌های بنیادی، یه ساختار کوچیک شبیه به “بدن” درست کردن که خودشون خود به خود به طول 1 تا 2 میلی‌متر کشیده شدن. این ساختار، بافت عصبی در حال رشد و سلولای بنیادی استخون داشت که توی یه الگویی شبیه به نحوه‌ی رشد جنین‌های انسانی، سازماندهی شده بودن.

نقش نوتوکورد توی رشد بافت‌های بدن

این تحقیق نشون می‌ده که نوتوکورد به سلول‌ها کمک می‌کنه که سرِ وقت و توی جای مناسب به نوع بافت درست تبدیل بشن. دانشمندا فکر می‌کنن که این موضوع می‌تونه بهشون توی مطالعه‌ی نقص‌های مادرزادی که روی ستون فقرات و نخاع اثر میذارن، کمک کنه. هم‌چنین می‌تونه اطلاعاتی در مورد بیماری‌هایی که دیسک‌های بین‌مهره‌ای رو تحت تاثیر قرار می‌دن، به دست بده. این دیسکا، مثل یه بالشتک ضربه‌گیر بین مهره‌ها عمل می‌کنن و از نوتوکورد رشد می‌کنن. از بین رفتن‌شون، می‌تونه به مرور زمان باعث کمردرد بشه.

جیمز بریسکو، سرپرست گروه آزمایشگاهی دینامیک‌های رشدی و نویسنده‌ی ارشد این پژوهش، گفت: «نوتوکورد مثل یه GPS برای جنین توی حال رشده و به ایجاد محور بدن و هدایت شکل‌گیری ستون فقرات و سیستم اعصاب کمک می‌کنه. تا حالا، ساختن این بافت حیاتی توی آزمایشگاه سخت بود و همین باعث شده بود تا نتونیم رشد انسان و اختلالاتش رو خوب مطالعه کنیم. حالا که یه مدل کارآمد ساختیم، یه درِ جدید به روی مطالعه‌ی شرایط رشدی که تا الان توی تاریکی بود، باز شده.»

تیگو ریتو، پژوهشگر پسا-دکتری توی آزمایشگاه دینامیک‌های رشدی و نویسنده‌ی اوّل این پژوهش، گفت: «پیدا کردن سیگنال‌های شیمیایی دقیق برای ساخت نوتوکورد، مثل پیدا کردن یه دستور غذای درست بود. تلاش‌های قبلی برای رشد نوتوکورد توی آزمایشگاه، شاید به‌خاطر نفهمیدن زمان‌بندیِ درست برای اضافه کردن مواد لازم، شکست خورده بودن.»

او ادامه داد: «چیزی که به‌طور ویژه هیجان‌انگیزه اینه که نوتوکورد توی ساختارهایی که توی آزمایشگاهمون ساختیم، به نظر میاد به‌همون شکلی عمل می‌کنه که توی یه جنین در حال رشد عمل می‌کنه. این نوتوکورد سیگنالای شیمیایی می‌فرسته که به سازمان‌دهی بافت‌های اطراف کمک می‌کنه، درست مثل اتفاقی که توی رشد طبیعی می‌افته.»