اولین مشاهده آزمایشگاهی رشد سلول‌های بنیادی با همکاری محقق ایرانی

محققان دانشگاه ایلینوی با همکاری آرش تاجیک، محقق ایرانی این دانشگاه و نیز دانشمندانی از دو دانشگاه نوتردام و علم و فناوری هواژونگ چین این موفقیت بزرگ را صورت داده‌اند.

نینگ وانگ، رهبر ارشد این مطالعه گفت: برای این که جنینی شکل گیرد، باید یک سلول منفرد، خود را برای تبدیل به سلول‌های دیگر سازماندهی کند؛ اما تا پیش از این چنین پدیده‌ای در میکرومحیط آزمایشگاهی به خوبی درک نشده بود.

وی گفت: ما به دنبال کشف این موضوع بودیم که سلول‌های بنیادی چگونه به شکل ساختارها و اندام‌های سازمان یافته رشد می‌کنند.

در طول رشد جنینی، تمامی بافت‌ها و اندام‌های متخصص بدن از توپ کوچکی از سلول‌های بنیادی شکل می‌گیرند. نخست، توپی از این سلول‌های عمومی به سه خط سلولی مختلف به نام «لایه‌های زایشی» تقسیم و این لایه‌ها به سیستم‌های مختلف بدن تبدیل می‌شوند.

این مهم تا پیش از این از چشم دانشمندان در آزمایشگاه می‌گریخت و تاکنون هیچ کس قادر به القای سلول‌های بنیادی برای شکل‌دادن سه لایه مجزای مزبور در ترتیب درست نشده بود. این عدم‌توانایی در کارکرد سلول‌های بنیادی در پزشکی احیا مشکل ایجاد کرده بود؛ زیرا محققان پیش از بازخلق چنین فرآیندی، به درک چگونگی رشدکردن بافت‌ها نیاز دارند.

تیم ونگ با همکاری آرش تاجیک، نشان داد نه تنها امکان شکل‌گیری این سه لایه مجزا از سلول‌های بنیادی جنین موش وجود دارد بلکه دستیابی به چنین تقسیمی نیازمند ترکیب دقیق زمان‌بندی صحیح، مولفه‌های شیمیایی و محیط مکانیکی است.

تیم علمی از خطوط سلولی استفاده کرد که وقتی به بخشی از لایه جرم تبدیل می‌شوند، در رنگ‌های مختلف می‌درخشند و این امر به محققان امکان نظارت پویا بر این فرآیند را داد.

دانشمندان در تلاش برای بازخلق ویژگی‌های رحم، سلول‌های بنیادی را در ماتریکس ژل بسیار نرمی قرار دادند. آن‌ها دریافتند نیروهای مکانیکی چندگانه در چگونگی متفاوت‌شدن و سازماندهی‌کردن سلول‌های بنیادی ایفای نقش کردند.

با سازگارکردن محیط مکانیکی، محققان مشاهده کردند که چه نیروهایی بر سلول‌های در حال رشد اثر گذاشتند؛ آن‌ها همچنین به تماشای ترکیب خاصی نشستند که این سه لایه را تشکیل دادند.

دانشمندان همچنین دریافتند می‌توانند رشد لایه‌ را با تغییردادن مکانیک آن هدایت و حتی محیطی خلق کنند که موجب شکل‌گیری لایه‌های زایشی به شیوه معکوس شود.

هم‌اکنون، تیم وانگ در حال ارتقای روشی برای کارآیی بیشتر رویکردشان هستند و امیدوارند دیگر محققان بتوانند از این شیوه برای ارتباط بین سلول‌های بنیادی و مهندسی بافت استفاده کنند.

جزئیات این دستاورد علمی در مجله Nature Communications منتشر شده است.