باروري زنان با «اسپرم زنانه»

دكتر نيرنيا، دانشمند و رييس ايراني دپارتمان بيولوژي سلول‌هاي بنيادي دانشگاه نيوكسل انگلستان كه حدود چهار سال پيش براي نخستين بار موفق به توليد اسپرم نابالغ از سلول‌هاي بنيادي مغز استخوان انسان شده بود در گفت‌و‌گويي با گروه علمي - پژوهشي ايسنا با تشريح روند پيگيري اين دستاورد بي‌سابقه علمي و تاثيرات عميق آن، از موفقيت‌هاي علمي ديگر خود در راستاي استفاده از سلول‌هاي بنيادي جنسي در سلول درماني خبر داد.

اين محقق برجسته ايراني كه يافته‌هاي تحقيقاتي‌اش بازتاب‌هاي گسترده‌اي در رسانه‌ها و مجامع علمي جهان داشته، موفق شده نه تنها از سلول‌هاي مغز استخوان مردانه، كه از سلول‌هاي مغز استخوان زنانه نيز اسپرم به دست آورد. چيزي كه وي از آن تحت عنوان «كپي مردانه از زنها» تعبير مي‌كند.

به گفته دانشمندان اگر اين روش با موفقيت به انجام برسد بسيار عملي تر از توليد اسپرم از سلول‌هاي جنيني خواهد بود.

دانشمندان مي‌گويند كه با كمك تكنيك جديد امكان دستيابي به روش هاي درماني نوين ناباروري فراهم خواهد شد. اين امر در عين حال، ابراز نگراني‌هايي از سوي برخي كه معتقدند با امكان تبديل مغز استخوان زنانه به اسپرم، نقش مردان در فرآيند باروري منتفي مي‌شود در پي داشته است.

كريم نيرنيا كه در شيراز متولد شده، پس از گذراندن دبستان و دبيرستان در زادگاهش، تحصيلات خود را در رشته بيولوژي مولكولي و سلول‌هاي بنيادي در دانشگاه گوتنگن آلمان پي گرفته و حدود دو سال بعد به عنوان پژوهشگر در اين دانشگاه شروع به فعاليت كرده است.

وي هم‌اكنون چند سالي است كه در دانشگاه نيوكاسل به عنوان مسوول دپارتمان بيولوژي سلول‌هاي بنيادي فعاليت دارد.

استاد نيرنيا در نشستي با گروه علمي خبرگزاري دانشجويان ايران (ايسنا) در تشريح تحقيقات و رهيافت‌هاي علمي اخير خود گفت: يكي از زمينه‌هاي تحقيقاتي من تبديل سلول‌هاي بنيادي مغز استخوان زنان به سلول‌هاي اوليه جنسي مرد است كه اگر بتوانيم ژن‌هاي تكميل كننده تمايز اين سلول‌ها را شناسايي كنيم اين امكان وجود دارد كه زنان بتوانند توسط سلول خودشان بارور شوند.

امكان باروري زنان با اسپرم زنانه

استاد ايراني دانشگاه نيوكاسل با بيان اينكه وي و همكارانش براي نخستين بار در دنيا موفق به توليد اسپرم (سلول‌هاي جنسي مردانه) نابالغ از سلول‌هاي بنيادي مغز استخوان شده‌اند، تصريح كرد: باروري زنان از طريق سلول‌هاي بنيادي تمايزيافته خودشان از نظر علمي و تئوريك ميسر است چرا كه اگر بتوان از مغز استخوان زنان اسپرم توليد كرد و آن را با ويژگي خاصي كه در تخمك وجود دارد به جنين سه يا چهار روزه تبديل كرد فرد مي‌تواند با استفاده از سلول بنيادي جنيني خود كه به اسپرم تبديل شده، بارور ‌شود.

نيرنيا با بيان اين كه توليد اسپرم از مغز استخوان زنان مانند شبيه‌سازي (كلونينگ) است، اظهار كرد: اگر تقسيم سلولي در سلول بنيادي صورت گرفته و اسپرم توليد شود نوتركيبي جديدي در سلول‌هاي جنسي صورت مي‌گيرد، به گونه‌اي كه اگر آن را به روشي مشابه آنچه در باروري مصنوعي صورت مي‌گيرد تزريق كنيم موجودي كه در تخمك به وجود مي‌آيد با وجود حفظ مواد ژنتيكي آن داراي نوتركيبي جديدي است.

استاد برجسته ايراني دانشگاه نيوكاسل با تاكيد بر اين كه عمده هدف اين تحقيقات كمك به درمان ناباروري و توسعه تحقيقات سلولي است درباره تفاوت اين روش با كلونينگ اضافه كرد: موجود كلون شده صددرصد شبيه به مادر خود نيست اما در اين روش تلفيقي از كلونينگ و باروري طبيعي وجود داشته و شاهديم كه اپي ژنتيك در اين بين نقش ويژه‌اي را ايفا مي‌كند. در واقع اگر در آ‌ينده بتوانيم كروموزوم y را در داخل اين سلول‌ها ببريم مي‌توان آن را به سمت سلول مذكر برد و در واقع كپي مردانه از زنان درست كرد.

تحول در ژن درماني با توليد اسپرم آزمايشگاهي

وي در ادامه درباره اهميت توليد اسپرم به روش‌هاي آزمايشگاهي گفت: اسپرم‌هاي توليدي علاوه بر كارايي بالا در مطالعات مربوط به برخي پديده‌هاي سلولي كه منحصر به سلول‌هاي جنسي است منبع خوبي براي مطالعه ميوز (تقسيم سلولي) هستند. اگر يك سيستم ساختن اسپرم يا «اسپرماتوژنز» در داخل آزمايشگاه داشته باشيم مي‌توانيم روند انتقال يك ژن را از نسلي به نسل ديگر بررسي كرده و از آنجايي كه اين سلول‌ها، تنها سلول‌هايي هستند كه مي‌توان براي ژن درماني از آنها استفاده كرد در درمان انواع بيماري‌ها موثرند.

پيشگيري از بيماري‌هاي ارثي با توليد اسپرم آزمايشگاهي

نيرنيا با بيان اين كه اين روش همچنين در پيشگيري از انتقال برخي بيماري‌هاي ژنتيكي موثر است، خاطرنشان كرد: اگر سلول‌هاي بنيادي فرد بيماري را در آزمايشگاه جداسازي و تكثير كرده و ژن آن را به يك ژن طبيعي برگردانيم، مي‌توان سلول را دوباره به بيضه انتقال داد تا توسط همان فرد سلول‌هايي توليد شود كه فاقد آن بيماري است. با اين روش مي‌توان جلوي انتقال يك بيماري را از نسلي به نسل ديگر گرفت. اين تحقيق با موفقيت برروي موش تست شده و اميدواريم در انسان نيز به نتايج خوبي برسيم.

وي تصريح كرد: اسپرم مصنوعي علاوه بر اين در درمان ناباروري نيز كاربردهاي منحصر به فردي دارد. اگر بتوان سلول‌هاي معمولي يك انسان را به سلول‌هاي بنيادي جنسي تبديل كرده و آن را به داخل بيضه برگرداند، مي‌توان مشكل ناباروري فرد را برطرف كرد.

نيرنيا در گفت‌و‌گو با ايسنا خاطرنشان كرد: به دليل تغيير الگوي زندگي خصوصا در غرب ميزان متوسط اسپرم توليدي در مردان به مرور از 120 ميليون به 50 تا 60 ميليون كاهش يافته كه اين مساله به شيوع فزاينده ناباروري در مردان منجر شده است. البته با توجه به محدوديت‌هاي دسترسي به سيستم توليد اسپرم در بدن بسياري از فاكتورهاي موثر در اين پديده ناشناخته مانده است به گونه‌اي كه برخي معتقدند حتي لمس كردن بعضي از پلاستيك‌ها و مواد پلاستيكي باعث ناباروري مي‌شود. با توليد اسپرم در آزمايشگاه انجام مطالعات سم شناسي و شناسايي مواد و پديده هاي موثر در افت توليد اسپرم در بدن تسهيل مي‌شود.

وي با اشاره به موارد فراوان بروز ناباروري در مردان به دليل عوارض داروهاي شيمي درماني گفت: براي پيشگيري از بروز اين نوع ناباروري دو راه وجود دارد. يكي جداسازي و فريز كردن سلول‌هاي بنيادي قبل از درمان و نهايتا انتقال دوباره آنها به بيضه پس از درمان سرطان و ديگري بررسي نحوه مقاوم‌سازي سلول‌ها در آ‌زمايشگاه و رسيدن به شيوه اي براي افزايش موقت مقاومت آنها به مواد سمي و شيميايي است تا در طول دوره شيمي درماني، ماده شيميايي باعث نابودي سلول بنيادي جنسي فرد نشود.

نجات حيوانات در معرض انقراض با توليد اسپرم آزمايشگاهي
استاد ايراني دانشگاه نيوكسل در ادامه به كاربردهاي توليد اسپرم از سلول‌هاي معمولي در صنعت دامپروري اشاره كرد و گفت: اگر بتوان سلول‌هاي معمولي و سوماتيك را به سلول‌هاي اسپرم تبديل كرد مي‌توان موجوداتي را كه نسل‌شان منقرض شده را در آزمايشگاه توليد كرد به گونه‌اي كه در اين روش سلول هاي مغز استخوان و پوست را به سلول‌هاي اوليه بنيادي تبديل كرده و مي‌توان از آن‌ها اسپرم و تخمك گرفت كه نهايتا از آنها جنين توليد مي‌شود.

وي با بيان اين كه اين تحقيق برروي موش با موفقيت تست شده است، خاطرنشان كرد: با اين روش مي‌توان موجوداتي كه تكثيرآن‌ها بسيار پرهزينه است را نيز با صرف هزينه و زمان كمتر توليد و تكثير كرد، به صورتي كه مثلا فرآيند تكثير گاوهاي نر با نژاد برتر كه به روش معمولي سه تا چهار سال به طول مي‌انجامد با اين روش در دو ماه قابل انجام بوده و از نظر صرفه اقتصادي نيز بسيار با ارزش است. هم اكنون در حال انجام اين طرح با نيوزيلند هستيم تا از سلول‌هاي جنيني حيوانات دامي مرغوب‌شان اسپرم گرفته و جنين توليد كنيم.

نيرنيا همچنين درباره سابقه فعاليت خود و همكارانش در زمينه سلول‌هاي جنسي عنوان كرد: حدود 11 سال است كه در زمينه سلول‌هاي بنيادي جنسي مردان به عنوان مبناي توليد اسپرم كار مي‌كنيم و موفق به انجام كارهاي خوبي بر روي بيولوژي و فيزيولوژي اين سلول و بافت «بيضه» شده‌ايم. هدف از اين طرح اين بود كه سلولي از سلول‌هاي بنيادي در افراد بالغ پيدا كنيم كه بتوانند به بافت‌هاي ديگر تمايز پيدا كنند و مبنايي براي سلول درماني ديگر بافت‌هاي بدن باشند.

وي درباره علت انتخاب سلول‌هاي بنيادي جنسي براي تحقيقات سلول درماني به ايسنا گفت: سلول‌هاي بنيادي جنسي به دليل ويژگي‌هاي خاص خود مواد ژنتيكي را از نسلي به نسل ديگر منتقل مي‌كنند و به دليل همين وظيفه مهم، بدن، آنها را به گونه‌اي ساخته كه مواد ژنتيكي‌شان دست نخورده باقي بماند. بدين معني كه سلول‌هاي بنيادي جنسي حتي در مردان 95 ساله نيز امكان لقاح و باروري دارد؛ چرا كه بدن از مواد ژنتيكي اين سلول‌ها در طول زندگي فرد حفاظت مي‌كند اما اين حفاظت در ديگر بافت‌هاي بدن وجود ندارد. بدين ترتيب اگر بتوان از سلول‌هاي جنسي يك فرد بافت توليد كرد، بافت ساخته شده از سن خود فرد جوانتر است، چرا كه مواد ژنتيكي آن دست نخورده و تازه‌تر است.

استاد ايراني دانشگاه نيوكاسل درخصوص ماهيت سلول‌هاي بنيادي جنسي تصريح كرد: سلول‌هاي بنيادي جنسي كه سلول‌هاي «اسپرماتوگونيال» بنيادي خوانده مي‌شوند مدام در داخل «بيضه» در حال توليدند به گونه‌اي كه روزانه بيش از صد ميليون از اين سلول‌ها توليد شده و در واقع مبناي توليد اسپرم هستند.

موفقيت در سلول درماني موش‌ها با سلول‌هاي بنيادي جنسي

وي خاطرنشان كرد: در راستاي استفاده از سلول‌هاي بنيادي جنسي در سلول درماني موفق شديم سلول‌هاي جنسي را از موش بالغ استخراج و به طور نامحدود در آزمايشگاه كشت دهيم و پس از اين كه محيط سلول‌هاي موش را عوض كرديم، اين سلول‌ها را بر اساس محيط‌هاي مختلف به سمت بافت‌هايي مانند قلب، ماهيچه، اعصاب تمايز داديم و موفق شديم تا سلول‌هاي بافت‌هاي مختلف را توليد كنيم.

دكتر نيرنيا خاطرنشان كرد كه وي و گروه تحقيقاتي‌اش به عنوان اولين گروه در دنيا به اين موفقيت دست يافته‌اند و مقاله مربوط به اين طرح در سال 2006 در مجله علمي نيچر منتشر شده است.

وي با بيان اين كه در حال حاضر حداقل 18 مركز تحقيقاتي در دنيا، تحقيقات در اين حوزه را پي گرفته‌اند، تصريح كرد: يك گروه از محققان آلماني در سال 2010 زودتر از گروه تحقيقاتي ما نشان دادند كه سلولهاي جنسي انسان هم با تغيير محيط به سلولهاي بافتهاي مختلف قابل تمايزند.