موفقیتی باور نکردنی ،باروری زنان با «اسپرم زنانه»

چشم‌اندازخیره‌کننده تحقیقات دانشمند ایرانی در تولید سلول جنسی مصنوعی

دکتر نیرنیا، دانشمند و رییس ایرانی دپارتمان بیولوژی سلول‌های بنیادی دانشگاه نیوکسل انگلستان که حدود چهار سال پیش برای نخستین بار موفق به تولید اسپرم نابالغ از سلول‌های بنیادی مغز استخوان انسان شده بود در گفت‌و‌گویی با گروه علمی - پژوهشی ایسنا با تشریح روند پیگیری این دستاورد بی‌سابقه علمی و تاثیرات عمیق آن، از موفقیت‌های علمی دیگر خود در راستای استفاده از سلول‌های بنیادی جنسی در سلول درمانی خبر داد.

 این محقق برجسته ایرانی که یافته‌های تحقیقاتی‌اش بازتاب‌های گسترده‌ای در رسانه‌ها و مجامع علمی جهان داشته، موفق شده نه تنها از سلول‌های مغز استخوان مردانه، که از سلول‌های مغز استخوان زنانه نیز اسپرم به دست آورد. چیزی که وی از آن تحت عنوان «کپی مردانه از زنها» تعبیر می‌کند. 

به گفته دانشمندان اگر این روش با موفقیت به انجام برسد بسیار عملی تر از تولید اسپرم از سلول‌های جنینی خواهد بود.

دانشمندان می‌گویند که با کمک تکنیک جدید امکان دستیابی به روش های درمانی نوین ناباروری فراهم خواهد شد. این امر در عین حال، ابراز نگرانی‌هایی از سوی برخی که معتقدند با امکان تبدیل مغز استخوان زنانه به اسپرم، نقش مردان در فرآیند باروری منتفی می‌شود در پی داشته است.

کریم نیرنیا که در شیراز متولد شده، پس از گذراندن دبستان و دبیرستان در زادگاهش، تحصیلات خود را در رشته بیولوژی مولکولی و سلول‌های بنیادی در دانشگاه گوتنگن آلمان پی گرفته و حدود دو سال بعد به عنوان پژوهشگر در این دانشگاه شروع به فعالیت کرده است.

وی هم‌اکنون چند سالی است که در دانشگاه نیوکاسل به عنوان مسوول دپارتمان بیولوژی سلول‌های بنیادی فعالیت دارد.

استاد نیرنیا در نشستی با گروه علمی خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا) در تشریح تحقیقات و رهیافت‌های علمی اخیر خود گفت: یکی از زمینه‌های تحقیقاتی من تبدیل سلول‌های بنیادی مغز استخوان زنان به سلول‌های اولیه جنسی مرد است که اگر بتوانیم ژن‌های تکمیل کننده تمایز این سلول‌ها را شناسایی کنیم این امکان وجود دارد که زنان بتوانند توسط سلول خودشان بارور شوند.

امکان باروری زنان با اسپرم زنانه

موفقیت بی‌سابقه در تولید اسپرم از سلول‌های بنیادی مغز استخوان

استاد ایرانی دانشگاه نیوکاسل با بیان اینکه وی و همکارانش برای نخستین بار در دنیا موفق به تولید اسپرم (سلول‌های جنسی مردانه) نابالغ از سلول‌های بنیادی مغز استخوان شده‌اند، تصریح کرد: باروری زنان از طریق سلول‌های بنیادی تمایزیافته خودشان از نظر علمی و تئوریک میسر است چرا که اگر بتوان از مغز استخوان زنان اسپرم تولید کرد و آن را با ویژگی خاصی که در تخمک وجود دارد به جنین سه یا چهار روزه تبدیل کرد فرد می‌تواند با استفاده از سلول بنیادی جنینی خود که به اسپرم تبدیل شده، بارور ‌شود.

نیرنیا با بیان این که تولید اسپرم از مغز استخوان زنان مانند شبیه‌سازی (کلونینگ) است، اظهار کرد: اگر تقسیم سلولی در سلول بنیادی صورت گرفته و اسپرم تولید شود نوترکیبی جدیدی در سلول‌های جنسی صورت می‌گیرد، به گونه‌ای که اگر آن را به روشی مشابه آنچه در باروری مصنوعی صورت می‌گیرد تزریق کنیم موجودی که در تخمک به وجود می‌آید با وجود حفظ مواد ژنتیکی آن دارای نوترکیبی جدیدی است.

استاد برجسته ایرانی دانشگاه نیوکاسل با تاکید بر این که عمده هدف این تحقیقات کمک به درمان ناباروری و توسعه تحقیقات سلولی است درباره تفاوت این روش با کلونینگ اضافه کرد: موجود کلون شده صددرصد شبیه به مادر خود نیست اما در این روش تلفیقی از کلونینگ و باروری طبیعی وجود داشته و شاهدیم که اپی ژنتیک در این بین نقش ویژه‌ای را ایفا می‌کند. در واقع اگر در آ‌ینده بتوانیم کروموزوم y را در داخل این سلول‌ها ببریم می‌توان آن را به سمت سلول مذکر برد و در واقع کپی مردانه از زنان درست کرد.

تحول در ژن درمانی با تولید اسپرم آزمایشگاهی

وی در ادامه درباره اهمیت تولید اسپرم به روش‌های آزمایشگاهی گفت: اسپرم‌های تولیدی علاوه بر کارایی بالا در مطالعات مربوط به برخی پدیده‌های سلولی که منحصر به سلول‌های جنسی است منبع خوبی برای مطالعه میوز (تقسیم سلولی) هستند. اگر یک سیستم ساختن اسپرم یا «اسپرماتوژنز» در داخل آزمایشگاه داشته باشیم می‌توانیم روند انتقال یک ژن را از نسلی به نسل دیگر بررسی کرده و از آنجایی که این سلول‌ها، تنها سلول‌هایی هستند که می‌توان برای ژن درمانی از آنها استفاده کرد در درمان انواع بیماری‌ها موثرند.

پیشگیری از بیماری‌های ارثی با تولید اسپرم آزمایشگاهی

نیرنیا با بیان این که این روش همچنین در پیشگیری از انتقال برخی بیماری‌های ژنتیکی موثر است، خاطرنشان کرد: اگر سلول‌های بنیادی فرد بیماری را در آزمایشگاه جداسازی و تکثیر کرده و ژن آن را به یک ژن طبیعی برگردانیم، می‌توان سلول را دوباره به بیضه انتقال داد تا توسط همان فرد سلول‌هایی تولید شود که فاقد آن بیماری است. با این روش می‌توان جلوی انتقال یک بیماری را از نسلی به نسل دیگر گرفت. این تحقیق با موفقیت برروی موش تست شده و امیدواریم در انسان نیز به نتایج خوبی برسیم.

وی تصریح کرد: اسپرم مصنوعی علاوه بر این در درمان ناباروری نیز کاربردهای منحصر به فردی دارد. اگر بتوان سلول‌های معمولی یک انسان را به سلول‌های بنیادی جنسی تبدیل کرده و آن را به داخل بیضه برگرداند، می‌توان مشکل ناباروری فرد را برطرف کرد.

نیرنیا در گفت‌و‌گو با ایسنا خاطرنشان کرد: به دلیل تغییر الگوی زندگی خصوصا در غرب میزان متوسط اسپرم تولیدی در مردان به مرور از 120 میلیون به 50 تا 60 میلیون کاهش یافته که این مساله به شیوع فزاینده ناباروری در مردان منجر شده است. البته با توجه به محدودیت‌های دسترسی به سیستم تولید اسپرم در بدن بسیاری از فاکتورهای موثر در این پدیده ناشناخته مانده است به گونه‌ای که برخی معتقدند حتی لمس کردن بعضی از پلاستیک‌ها و مواد پلاستیکی باعث ناباروری می‌شود. با تولید اسپرم در آزمایشگاه انجام مطالعات سم شناسی و شناسایی مواد و پدیده های موثر در افت تولید اسپرم در بدن تسهیل می‌شود.

وی با اشاره به موارد فراوان بروز ناباروری در مردان به دلیل عوارض داروهای شیمی درمانی گفت: برای پیشگیری از بروز این نوع ناباروری دو راه وجود دارد. یکی جداسازی و فریز کردن سلول‌های بنیادی قبل از درمان و نهایتا انتقال دوباره آنها به بیضه پس از درمان سرطان و دیگری بررسی نحوه مقاوم‌سازی سلول‌ها در آ‌زمایشگاه و رسیدن به شیوه ای برای افزایش موقت مقاومت آنها به مواد سمی و شیمیایی است تا در طول دوره شیمی درمانی، ماده شیمیایی باعث نابودی سلول بنیادی جنسی فرد نشود.

نجات حیوانات در معرض انقراض با تولید اسپرم آزمایشگاهی

استاد ایرانی دانشگاه نیوکسل در ادامه به کاربردهای تولید اسپرم از سلول‌های معمولی در صنعت دامپروری اشاره کرد و گفت: اگر بتوان سلول‌های معمولی و سوماتیک را به سلول‌های اسپرم تبدیل کرد می‌توان موجوداتی را که نسل‌شان منقرض شده را در آزمایشگاه تولید کرد به گونه‌ای که در این روش سلول های مغز استخوان و پوست را به سلول‌های اولیه بنیادی تبدیل کرده و می‌توان از آن‌ها اسپرم و تخمک گرفت که نهایتا از آنها جنین تولید می‌شود.

وی با بیان این که این تحقیق برروی موش با موفقیت تست شده است، خاطرنشان کرد: با این روش می‌توان موجوداتی که تکثیرآن‌ها بسیار پرهزینه است را نیز با صرف هزینه و زمان کمتر تولید و تکثیر کرد، به صورتی که مثلا فرآیند تکثیر گاوهای نر با نژاد برتر که به روش معمولی سه تا چهار سال به طول می‌انجامد با این روش در دو ماه قابل انجام بوده و از نظر صرفه اقتصادی نیز بسیار با ارزش است. هم اکنون در حال انجام این طرح با نیوزیلند هستیم تا از سلول‌های جنینی حیوانات دامی مرغوب‌شان اسپرم گرفته و جنین تولید کنیم.

نیرنیا همچنین درباره سابقه فعالیت خود و همکارانش در زمینه سلول‌های جنسی عنوان کرد: حدود 11 سال است که در زمینه سلول‌های بنیادی جنسی مردان به عنوان مبنای تولید اسپرم کار می‌کنیم و موفق به انجام کارهای خوبی بر روی بیولوژی و فیزیولوژی این سلول و بافت «بیضه» شده‌ایم. هدف از این طرح این بود که سلولی از سلول‌های بنیادی در افراد بالغ پیدا کنیم که بتوانند به بافت‌های دیگر تمایز پیدا کنند و مبنایی برای سلول درمانی دیگر بافت‌های بدن باشند.

وی درباره علت انتخاب سلول‌های بنیادی جنسی برای تحقیقات سلول درمانی به ایسنا گفت: سلول‌های بنیادی جنسی به دلیل ویژگی‌های خاص خود مواد ژنتیکی را از نسلی به نسل دیگر منتقل می‌کنند و به دلیل همین وظیفه مهم، بدن، آنها را به گونه‌ای ساخته که مواد ژنتیکی‌شان دست نخورده باقی بماند. بدین معنی که سلول‌های بنیادی جنسی حتی در مردان 95 ساله نیز امکان لقاح و باروری دارد؛ چرا که بدن از مواد ژنتیکی این سلول‌ها در طول زندگی فرد حفاظت می‌کند اما این حفاظت در دیگر بافت‌های بدن وجود ندارد. بدین ترتیب اگر بتوان از سلول‌های جنسی یک فرد بافت تولید کرد، بافت ساخته شده از سن خود فرد جوانتر است، چرا که مواد ژنتیکی آن دست نخورده و تازه‌تر است.

استاد ایرانی دانشگاه نیوکاسل درخصوص ماهیت سلول‌های بنیادی جنسی تصریح کرد: سلول‌های بنیادی جنسی که سلول‌های «اسپرماتوگونیال» بنیادی خوانده می‌شوند مدام در داخل «بیضه» در حال تولیدند به گونه‌ای که روزانه بیش از صد میلیون از این سلول‌ها تولید شده و در واقع مبنای تولید اسپرم هستند.

موفقیت در سلول درمانی موش‌ها با سلول‌های بنیادی جنسی

وی خاطرنشان کرد: در راستای استفاده از سلول‌های بنیادی جنسی در سلول درمانی موفق شدیم سلول‌های جنسی را از موش بالغ استخراج و به طور نامحدود در آزمایشگاه کشت دهیم و پس از این که محیط سلول‌های موش را عوض کردیم، این سلول‌ها را بر اساس محیط‌های مختلف به سمت بافت‌هایی مانند قلب، ماهیچه، اعصاب تمایز دادیم و موفق شدیم تا سلول‌های بافت‌های مختلف را تولید کنیم.

دکتر نیرنیا خاطرنشان کرد که وی و گروه تحقیقاتی‌اش به عنوان اولین گروه در دنیا به این موفقیت دست یافته‌اند و مقاله مربوط به این طرح در سال 2006 در مجله علمی نیچر منتشر شده است.

وی با بیان این که در حال حاضر حداقل 18 مرکز تحقیقاتی در دنیا، تحقیقات در این حوزه را پی گرفته‌اند، تصریح کرد: یک گروه از محققان آلمانی در سال 2010 زودتر از گروه تحقیقاتی ما نشان دادند که سلولهای جنسی انسان هم با تغییر محیط به سلولهای بافتهای مختلف قابل تمایزند