به گزارش زیستنا به نقل از GenEngNews بررسی‌های جدید نشان می‌دهد که میمونی رزوس (Rhesus monkey) با نام علمی Macaca mulatta که با استفاده از انتقال هسته سلول پیکری (سوماتیک) (Somatic Cell Nuclear Transfer) یا به‌اختصار SCNT شبیه‌سازی‌شده است، بیش از دو سال با موفقیت زنده مانده است. شبیه‌سازی میمون‌های رزوس ممکن است آزمایش‌های دارویی را تسریع کند، چراکه جانورانی که از نظر ژنتیکی یکسان هستند، نتایج مشابهی به دست می‌دهند و اطمینان بیشتری در آزمایش‌ها ارائه می‌دهند. هر چند این مطالعه تنها نشان‌دهنده تکثیر موفقیت‌آمیز از یک میمون رزوس است، یافته‌های آن به شناخت فرآیندهای دخیل در شبیه‌سازی تولیدمثلی نخستی‌ها (Primate) کمک می‌کند و می‌تواند کارآمدی این کار را بهبود بخشد. این مقاله در ژورنال Nature Communications منتشر شده است.
تاریخچه‌ای کوتاه از شبیه‌سازی نخستی‌های غیر انسانی
به‌تازگی، میمون‌های سینومولگوس (Cynomolgus monkeys) با نام علمی Macaca fascicularis نوع وحشی و ویرایش ژنی شده با استفاده از روش SCNT با موفقیت شبیه‌سازی شدند. علیرغم تلاش‌های پیشین با استفاده از پروتکل آزمایشگاهی مشابه برای شبیه‌سازی میمون‌های سینومولگوس، دستیابی به این هدف در میمون‌های رزوس دور از دسترس باقی‌ماند. زنده‌مانی درازمدت میمون‌های رزوس شبیه‌سازی‌شده با SCNT از اهمیت بالایی برخوردار است، زیرا این نخستی غیرانسانی (Nonhuman Primate) به‌طور گسترده برای پژوهش‌های پایه و بالینی استفاده می‌شوند.
در سال ۱۹۹۷، میمون‌های رزوس با استفاده از سلول‌های حاصل از بلاستومرهایی جنین‌های اولیه با موفقیت شبیه‌سازی شدند. قابل‌توجه است که تا همین اواخر هیچ میمون رزوس شبیه‌سازی‌شده‌ای با روش SCNT پس از تولد زنده باقی نمانده بود. بااین‌وجود مدتی پیش گزارشی ارائه شد که تولد یک میمون رزوس شبیه‌سازی‌شده با سلول‌های تنی را اعلام کرد که کمتر از ۱۲ ساعت پس از تولد زنده ماند.
شبیه‌سازی با جایگزینی تروفوبلاست
در روش‌های شبیه‌سازی مرسوم، نرخ تولد زنده برای اکثر گونه‌های پستانداران بسیار کم است و از ۱ درصد تا ۳ درصد نوسان دارد. البته این میزان برای گاوها اندکی بیشتر و حدود ۵ تا ۲۰ درصد است. هم‌راستا با میزان بقای پایین، ناهنجاری‌هایی در تکوین حیوانات شبیه‌سازی‌شده با SCNT، عمدتاً در دودمان خارج جنینی مشاهده شده است.
مطالعات پیشین قابلیت استفاده از روش تبادل تروفوبلاست را برای دستیابی به تولد زنده بررسی کرده‌اند، اما اثربخشی آن در بهبود کارایی شبیه‌سازی گاو محدود بوده است. مشخص شده است که نقص در دودمان سلولی تروفوبلاست بر تکوین موش‌های شبیه‌سازی‌شده تأثیر می‌گذارد.
در این مطالعه، محققان از آزمایشگاه‌های فالونگ لو (Falong Lu)، ژن لئو (Zhen Liu) و شانگ سان (Qiang Sun) برای بهبود کارایی شبیه‌سازی میمون‌های رزوس تلاش کردند. نویسندگان نخست مشترک این مقاله ژائودی لیائو (Zhaodi Liao)، جیکسیانگ ژانگ (Jixiang Zhang) و شی‌یو سان (Shiyu Sun) تجزیه‌وتحلیل مقایسه‌ای از چندین مجموعه داده‌های اُمیک (omics) انجام دادند و جنین‌های حاصل از تزریق داخل سیتوپلاسمی اسپرم (ICSI) را با جنین‌های SCNT مقایسه کردند.
پژوهش‌های آن‌ها نشان می‌دهد که در بلاستوسیست های میمون ایجادشده با روش SCNT، کاهش کلی در متیلاسیون DNA وجود دارد و هیچ نوع نقش‌گذاری (Imprinting) در ژن‌های منتقل‌شده از مادر وجود ندارد. آن‌ها گزارش می‌دهند که این از دست دادن نقش‌گذاری در جنین‌های SCNT که در شرایط آزمایشگاهی تا روز ۱۷ جنینی کشت داده شده‌اند و در جفت‌های کامل SCNT ادامه دارد. علاوه بر این، بررسی بافت‌شناسی جفت‌های SCNT، نشانگر وجود هیپرپلازی (Hyperplasia) و کلسیفیه شدن (Calcification) قابل‌توجهی بود.
برای رفع این مشکلات، پژوهشگران راهکاری به نام جایگزینی تروفوبلاست (Trophoblast Replacement) یا TR ابداع کردند که با نام SCNT-TR نیز شناخته می‌شود. این روش در کنار تیمار شامل استفاده از یک هیستون دمتیلاز (Histone Demethylase) به نام Kdm4d و مهارکننده داستیلاسیون هیستون (Histone Deacetylation) به نام تریکوستاتین A (Trichostatin A) یا به‌اختصار TSA است. روش TR شامل تزریق توده سلولی داخلی (Inner Cell Mass) یا ICM به‌دست‌آمده از جنین‌های SCNT به بلاستوسیل‌های (Blastocoele) مشتق‌شده از تزریق داخل سیتوپلاسمی اسپرم (ICSI) بود که ICM از آن‌ها استخراج شده بود. آن‌ها با به‌کارگیری این روش، موفق شدند تا یک میمون رزوس SCNT قوی را متولد کنند که از زمان گردآوری این تحقیق برای انتشار بیش از دو سال رشد کرده است.
این یافته‌ها شناخت ارزشمندی از فرآیند برنامه‌ریزی مجدد SCNT میمون ارائه می‌دهند و رویکرد امیدوارکننده‌ای را برای شبیه‌سازی پستانداران ارائه می‌دهند.
منبع: GenEngNews
Journal Reference:
Liao, Zhaodi, et al. “Reprogramming Mechanism Dissection and Trophoblast Replacement Application in Monkey Somatic Cell Nuclear Transfer.” Nature Communications, vol. 15, no. 1, Jan. 2024, p. 5, https://doi.org/10.1038/s41467-023-43985-7.