وقال أستاذ جامعة كامبريدج ألفونسو مارتينيز-أرياس: "نموذجنا يعيد إنتاج جزء من برنامج التنمية البشرية. لقد كان من المثير للاهتمام للغاية بالنسبة لنا متابعة العمليات التي كانت حتى الآن مخفية عن العين البشرية ولا يمكن الوصول إليها في الدراسة التجريبية".
في السنوات الأخيرة، أصبح العلماء مهتمين بنشاط بتصميم برنامج تطوير جيني يحول البويضة المخصبة إلى جنين ومشيمة ومكونات أخرى للجنين. سيساعد اكتشاف اضطرابات النمو في فهم حدوث أشكال العقم والأمراض الخلقية.
أجريت التجارب الأولى على أجنة الفئران والقرود. اتضح أن هذه المعلومات لا يمكن الحصول عليها من خلال مراقبة تطور أجنة هذه الحيوانات النموذجية. في هذا الصدد، اضطر العلماء للبحث عن طرق بديلة للحصول على هذه المعلومات. هكذا، قبل ثلاث سنوات، أجرى علماء الوراثة البريطانيون والكوريون أول تجربة في العالم لتحرير الحمض النووي لبويضات بشرية قابلة للحياة وتعطيل الجين الرئيسي المرتبط بعمل برنامج التنمية البشرية.
وجد مارتينيز-أرياس طريقة لإجراء تجارب مماثلة على مواد أخرى. تم تطوير تقنية لتنمية الهياكل التي تتشابه في هيكلها وسلوكها مع أحد الأشكال الأولى للجنين البشري - المعيدية - باستخدام الخلايا الجذعية.
تتكون المعيدية من ثلاث طبقات منفصلة من الخلايا: الأديم الظاهر والأديم المتوسط والأديم الباطن، والتي ستصبح في المستقبل العنصر الرئيسي لتشكل الأجزاء الأكثر أهمية في جسم الإنسان. النسيج الأول هو مادة الجهاز العصبي والجلد، والثاني هو العضلات، والأخير هو الأمعاء والأعضاء الداخلية.
بالنسبة لعلماء الأحياء، تظل عملية تكوين الميعدية وخصائص تطورها لغزًا. ويعيق ذلك الأحكام القانونية التي تحظر التجارب على الأجنة التي عاشت لأكثر من أسبوعين. تحايل باحثون بريطانيون على هذه المشكلة من خلال اكتشاف مجموعة من الجزيئات التي تجعل من الممكن تحويل الخلايا الجذعية إلى نظائر المعيدية.
للقيام بذلك، كان على العلماء أن يراقبوا الجينات النشطة في تكوين المعيدية في أجنة الفئران. حاولوا إعادة إنتاج بيئة مماثلة في ثقافة الخلايا الجذعية البشرية. اتضح أنه يمكن إجبارها على التحول إلى نظائر للمعيدية عن طريق زراعة الخلايا الجذعية بكثافة معينة ومعالجتها بمادة تمنع عمل جين GSK3B.
يعمل جزء الحمض النووي هذا كنوع من إشارة التوقف التي تمنع الخلايا الجذعية من التحول إلى أنواع مختلفة "لتجهز" أنسجة الجسم، بما في ذلك أنسجة المعدة الجنينية. أدى الانسداد إلى أنه في غضون ساعات قليلة، بدأت الخلايا الجذعية تتحول إلى مشابه مصغر للمعيدية مع بنية واضحة من ثلاث طبقات وشكل ممدود.
قام العلماء بقياس نشاط الجينات في "رأس" و "ذيل" المعيدية واكتشفوا اختلافات مميزة في عملهم والتي تميز برامج التنمية للثدييات الأخرى. تم العثور على مجموعات من خلايا "التجهيز" للعضلات والجلد والعظام والغضاريف، ولكن داخل المعيدية الاصطناعية لم تكن هناك أجسام يمكن تحويلها إلى خلايا عصبية.
هذا يضع أمام العلماء أسئلة جديدة حول الاختلاف في برامج تطوير الأجنة البشرية والحيوانات الأخرى، ولكن في نفس الوقت، مع مراعاة غياب الخلايا العصبية، فإن هذا يغلق العديد من القضايا الأخلاقية، بما في ذلك المخاوف من أن الأجنة الاصطناعية يمكن أن تنمو إلى المراحل الأخيرة وتتطور.
