زندگی ‌مسالمت‌آمیز ‌با ‌‌انسان‌ها یی‌شبیه‌‌ما

 شبیه پروژه کلونینگ یا شبیه‌سازی طی 12 سال اخیر ابعاد تازه و گسترده‌ای حتی تا مرز تولید یک انسان کامل شبیه‌سازی شده، بی‌شک بزرگ‌ترین انقلاب علم در این سده خواهد بود.  تحولی که می‌تواند زندگی ما انسان‌ها را از سویی با برخورداری از دستاوردهای شگرف در حوزه‌های پزشکی و درمانی به خوابی طلایی و با توجه به مخاطرات ناشی از دخل و تصرف لجام‌گسیخته و سودجویانه بشر در تولید موجودات و انسان‌هایی با ویژگی‌های خاص، به کابوسی سیاه تبدیل کند... .

شبیه‌سازی یا کلونینگ به معنی تولیدمثل به روش غیرجنسی از افراد انتخاب شده به گونه‌ای است که نسل ایجاد شده از آنها از نظر محتوای ژنتیکی همتای والد خود باشد.

اساس کلونینگ، انتقال هسته سلول (سوماتیک یا بنیادی) به تخمک (تخمک) بدون هسته است که نسل ایجاد شده از آنها از نظر محتوای ژنتیکی همتای والد خود باشد. پروسه انتقال هسته شامل 2 قسمت یعنی خروج هسته از تخمک ‌(Enucleation) و جایگزین کردن  آن توسط سلول‌دهنده یا Transfer (NT) Nuclear  است.

اگرچه این تکنیک در ظاهر ساده به نظر می‌رسد، اما پس از آن که در سال 1938 میلادی برای اولین بار انتقال هسته صورت گرفت، برای سال‌ها دانشمندان پیشرفتی در این زمینه کسب نکردند. انگیزه اصلی جهت انجام آزمایشات مختلف در انتقال هسته ناشی از یک سوال بنیادی بود که چه اتفاقی در ژنوم سلول تخم رخ می‌دهد که آن را در جهت تشکیل جنین سوق می‌دهد؟

واقعیت آن است که سلول تخم، چند ظرفیتی بوده و توانایی تبدیل به تمام انواع سلول‌های تمایز یافته بدن را داراست. پس دانشمندان دو فرضیه مخالف با هم را در پاسخ به چگونگی تمایز سلول‌های جنینی ارائه دادند.
یکی آن که سلول‌ها تمام ژنوم خود را بجز ژنوم موردنیاز برای تمایز بافتی خاص، از دست می‌دهند و دیگر آن که سلول‌ها تمام ژنوم خود را حفظ کرده و قسمت غیرضروری را تبدیل به بافت خاص را غیرفعال می‌کنند.

پیوند هسته به سلول تخمک‌ تجربه‌ای رویایی‌

تاریخچه جالب جدا کردن هسته یا Enucleation  به این صورت بود که اولین بار یکی از محققان در سال 1938 میلادی، با بستن رشته‌ای مو به دور سلول تخم بارور شده سمندر، آن را به دو قسمت، یکی شامل هسته و دیگری شامل سیتوپلاسم تقسیم کرد. پس از آن که بخش بدون هسته (سیتوپلاسم)، 4 بار تقسیم شده و جنین 16 سلولی را ایجاد کرد، ایشان سپس حلقه مویی را باز کرده و به این ترتیب هسته مجددا به داخل سیتوپلاسم بازگشت. تقسیم سلولی مجددا آغاز شده و این بار با بستن مجدد حلقه مویی، جنین ایجاد شده به دو جنین تقسیم شد. نتیجه نهایی، سمندرهای دوقلویی بودند که یکی کمی جوا‌ن‌تر از دیگری بود. این آزمایش برای نخستین بار نشان داد که هسته، حتی پس از 4 تقسیم همچنان خاصیت چندظرفیتی خود را حفظ می‌کند. با این حال این شک وجود داشت که آیا هسته انتقال یافته از جنین هایی با عمر بیشتر یا بافت‌های بالغ نیز چنین پتانسیلی خواهد داشت. چنین نتیجه گرفته شد پیوند هسته‌ای با عمر بیشتر به سلول تخمک تجربه‌ای رویایی خواهد بود.

کلونینگ به نتیجه رسید

اگرچه دانشمندان 14 سال در کشمکش انجام چنین آزمایش رویاگونه‌ای بودند،‌ سرانجام موفق شدند از گونه‌ای قورباغه آمریکایی، جهت انجام پروسه خروج هسته استفاده کنند.

 در این مرحله محقق مربوطه جهت به دست آوردن هسته سلول‌دهنده،‌ یک سلول از جنین در مرحله بلاستوسیت جدا کرده و توسط سوزن یا پیپتی که قطری باریک‌تر از قطر سلول داشت، تحت مکشی ملایم، هسته سلول را بدون آن که آسیبی ببیند به بیرون کشیده و سپس به سیتوپلاسم تخمکی بدون هسته تزریق کرد.

40 درصد از تخمک‌های بازسازی شده‌ به جنین تبدیل شدند و این نشان داد که حتی هسته سلول‌هایی که عمر بیشتری از آنها گذشته را نیز می‌توان در جهت ایجاد جنین هدایت کرد. با این حال آزمایشات بیشتر نشان داد که هر چه عمر بیشتری از سلول‌دهنده هسته گذشته باشد،‌ مشکل‌تر می‌توان از هسته آن جهت کلونینگ استفاده کرد.

با وجود چنین نتایجی در دانشگاه آکسفورد،‌ سال 1958 میلادی تحقیقی با نتایجی متعارض‌کننده انجام دادند؛‌ آنها با استفاده از گونه‌ای دیگر از قورباغه نشان دادند که هسته سلول کاملا تمایز یافته روده را نیز می‌توان جهت کلونینگ به کار گرفت.

حیوانات کلون شده از راه رسیدند

مشکلات بسیاری در راه کلونینگ پستانداران وجود داشت تا آن که محققان اسکاتلندی توانستندDolly ، گوسفند کلون شده،‌ را تولید کنند. در سال 2002 میلادی، دانشمندان توانستند نشان دهند که چگونه از هسته لنفوسیت که سلولی بالغ به شمار می‌رود، می‌توان کلونینگ موش را انجام داد. به این ترتیب Cloning چندتایی‌ (multiple Cloning) از جنین حیوانات اهلی در انتظار پیشرفت‌های تکنیک انتقال هسته بود؛ این  پیشرفت سبب انقلابی بزرگ در طی یک دهه شد که نتیجه آن تولید حیوانات بالغ کلون شده نظیر Dolly بود و به این ترتیب دورنمایی واقعی از آینده‌ای بدون محدودیت جهت تکثیر ذخیره ژنی برتر به طریق غیرجنسی را عرضه کرد.

تزریق سلول‌های بنیادی‌  روشی بی‌خطر

خوشبختانه طبق تحقیقات صورت گرفته، تزریق سلول‌های بنیادی برای ترمیم بافت‌های فرسوده قلب که به عنوان نخستین پروژه‌های تحقیقاتی در کشورمان نیز تاکنون با موفقیت انجام شده است، تاکنون خطر جدی به همراه نداشته است. البته تاکنون از این روش برای مبتلایان به سکته‌های قلبی استفاده شده است و طرح بعدی معطوف به نارسایی‌های قلبی خواهد بود.

با این حال باید منتظر نتایج قطعی بعدی در این پروژه تحقیقاتی بود و فعلا از هر گونه پیشداوری احتراز کرد.

جالب آن که مطالعات اولیه روی تزریق سلول‌های بنیادی در بیماران مبتلا به سرطان خون و بیماران مبتلا به ام.اس آغاز شده است. چراکه حداقل مطمئن هستیم سلول‌های بنیادی در افراد مبتلا به سرطان می‌تواند به تقویت سیستم ایمنی بدن بیمار منتهی شود ولیکن امکان درمان موثر آن نیاز به تحقیقات بیشتری دارد.

تغییرات ترانس ژنتیک‌

اما همگام با روند پیشرفت کلونینگ، دانشمندان جهت بهره‌وری بیشتر، تغییرات دلخواه (شامل حذف یا اضافه نمودن) ژنهای بیماری زا را در ژنوم هسته سلول دهنده ایجاد نمودند. این تکنیک که Gene targeting)  هدف قرار دادن ژن‌ها) یا ترانس ژنیک خوانده می‌شود، ‌خدمات ارزنده‌ای را در زمینه‌های پژوهش، تشخیص و‌ درمان بیماری‌ها ارائه می‌نماید.

‌نمونه‌هایی از کاربرد این تکنیک تولید گاوهایی است که بتوانند تنها یک نوع سلول جنسی یا گامتوسیتx  یا y تولید نمایند، در صنایع لبنی، گوشت، ‌چرم و پوست، تاثیر قابل‌توجهی بر اقتصاد و سلامت کشور خواهد داشت. اگر بتوانیم گاوی را تولید نماییم که تنها گاوهای ماده با قابلیت شیردهی بالا از آن بوجود بیاید، در صنایع لبنی موفقیت بیشتری خواهیم داشت. عکس همین مطلب در مورد صنایع گوشتی صادق است.

نمونه دیگری از کاربرد این تکنیک انتقال آنتی‌بادی‌های پلی کلونال تولید شده توسط نوعی گوسفند به اخلافش است تا همواره بتوان  منبع قابل دسترسی از چنین آنتی‌بادی‌های منحصر به فرد و ارزشمندی داشت.

چرا مخالفت با کلونینگ؟

دلایل اصلی مخالفان اخلاقی با کلونینگ به خدشه‌دار کردن عزت انسانی، هویت فردی و قلمداد شدن انسان همانند یک شیء به واسطه بحث همانندسازی باز می‌گردد. در کنار این عوامل عده‌ای نیز به دلیل غیر طبیعی بودن این روش، آن را عملی غیر اخلاقی به حساب می آورند. متاسفانه در مورد کلونینگ درمانی نیز اعتراضات اخلاقی بسیاری وجود دارد. کلونینگ درمانی عبارت است از به وجود آوردن بلاستوسیت بیماری که دارای عارضه تخریب سلولی است. این بلاستوسیت که اساسا یک توده سلولی است، می‌تواند کشت داده شده و تبدیل به سلول‌های بنیادی شود.

کلونینگ تولید مثلی یا Reproductive کلونینگ که با‌هدف بقاء نسل و دارا شدن فرزندی همتای والد (از نظر محتوای ژنتیکی) صورت می‌گیرد. این روش هم از لحاظ علمی و هم اخلاقی هیچ‌گونه مقبولیتی ندارد. در این روش از سلول سوماتیک جهت انتقال هسته استفاده می‌شود.

یک سلول بنیادی (Cell Stem) بیماری‌هایی که می‌تواند از این طریق مورد معالجه قرار گیرند، عبارتند از:
بیماری‌های قلبی، دیابت، پارکینسون و بسیاری بیماری‌های دیگر که موجب تخریب سلولی می‌شوند. مخالفت اصلی که با این شیوه از مداوا صورت می‌گیرد، از این واقعیت ناشی می‌شود که این شیوه متضمن به وجود آوردن یک جنین انسان و سپس از بین بردن آن برای به دست آوردن سلول‌های بنیادی است. به علاوه بحث‌های مربوط به دستکاریهای ژنتیکی و نیز همانند سازی یک انسان کامل نیز تردیدهایی  را در استفاده از سلول‌های بنیادی جنین به همراه دارد.

 از نظر برخی، همانندسازی از هر قسمتی از پیکره یک جاندار،‌ بدون در نظر گرفتن هدف یا فیلده حاصل از آن، از نظر اخلاقی عملی اشتباه است.

هدف نهایی کلونینگ

کلونینگ تولید مثلی یا Reproductive کلونینگ که با‌هدف بقاء نسل و دارا شدن فرزندی همتای والد (از نظر محتوای ژنتیکی) صورت می‌گیرد. این روش هم از لحاظ علمی و هم اخلاقی هیچ‌گونه مقبولیتی ندارد.

در این روش از سلول سوماتیک جهت انتقال هسته استفاده می‌شود.

کلونینگ درمانی یا Therapeutic Cloning که هدف اصلی آن، بدست آوردن سلول بنیادی جنینی است که بتوان از آن در درمان ناتوانی‌ها و بیماری‌ها استفاده کرد.

اگر چه این روش سعی دارد در جهت حل مشکلات و بیماری‌ها گام بردارد، ‌اما به دلیل آن که چنین سلول بنیادی از بیمار گرفته شده، همچنین لازمه بدست آوردن این سلول از بین بردن جنین کلون شده است، هنوز مخالفانی دارد. این روش قادر است برای بیمارانی که از مشکل خاص بافتی رنج می‌برند یا آنان که نیاز به پیوند اعضاء دارند، بافت مناسب را فراهم کند. می‌توان بیماری‌های کشنده‌ای که ارگان‌های داخلی،‌ سلول‌ها و بافت‌ها را تحت‌تاثیر قرار می دهند، ‌با کلونینگ درمانی بهبود بخشید.

پیشرفت کلونینگ، همچنان در انتظار

کلونینگ با موانع جدی بیولوژیکی روبه‌روست؛‌ از زمان تولدDolly  هیچگونه پیشرفت قابل توجهی در زمینه حل مباحث بیولوژیکی و بازآرایی ژنی صورت نگرفته‌  است.

دکتر حسین ایمانی،عضو هیات علمی پژوهشکده رویان در این ارتباط می‌گوید: مشکلاتی که امروزه کلونینگ با آن مواجه است شبیه به مشکلاتی است که 30 سال پیش، لقاح آزمایشگاهی یا   IVF با آنها روبه‌رو بود، کلونینگ نیز نیاز دارد که مراحلی را از نظر تکنیکی طی نماید تا همانندIVF ، روشی قابل‌قبول به شمار آید.

امروزه و تا این لحظه از تمام گونه‌های اصلی حیوانات اهلی بالغ، Cloning  صورت گرفته است کلونینگ حیوانات بالغ، می‌تواند ثروت و قدرت حاصل از فرصت‌های طلایی را که بیولوژی نوین در طب و کشاورزی فراهم کرد، تسخیر کند.

فراموش نکنید که پاسخ به پرسش‌های زیر همچنان ذهن محققان در هر نوع کلونینگ (تولید مثلی یا درمانی) را به خود اشغال کرده که تاکنون پاسخی قطعی به آن داده نشده است.

آیا جنینی که از راه کلونینگ ایجاد می‌شود، طبیعی خواهد بود؟

آیا مشکلاتی که امروزه در عرصه کلونینگ وجود دارد، در آینده قابل حل خواهد بود؟

آیا سلول بنیادی که از جنین کلون شده انسان به دست می‌آید، طبیعی خواهد بود؟

آیا کلونینگ خواهد توانست ما را در درمان بیماری‌ها یاری کند؟

آنچه نمی‌توان منکر شد آن که کلونینگ در حال حاضر در فاز پیشرفت خود قرار دارد.

چشم‌انداز کلونینگ حیوانی‌

کلونینگ حیوانات، پروسه‌ای چندمرحله‌ است که میزان موفقیت آن بسیار پایین بوده است. اگرچه ممکن است براساس گونه حیوان یا روشی که محقق اتخاذ می‌نماید، تفاوت‌هایی وجود داشته باشد، اما همگی نیازمندند که چند مرحله را طی نمایند که شامل سلول اهداءکننده هسته‌ (Donor Cell)، سلول گیرنده هسته‌ (Recipient Cell)، انتقال هسته‌ (Transfer Nuclear)، کشت جنین‌ (Embryo Culture) و انتقال جنین‌ (Embryo Transfer) می‌شوند.

با این حال در حال حاضر در تمام گونه‌های اصلی حیوانات اهلی، از طیف وسیعی از سلول‌های اهداءکننده هسته، با کمک انتقال هسته، کلونینگ انجام گرفته است. ولیکن سلول‌هایی که تاکنون جهت اهدای هسته مورد استفاده قرار گرفته‌اند، شامل: سلول‌های کومولوس (توده اپی تلیان اطراف فولیکول تخمدان)‌، سلول‌های سرتولی، فیبروبلاست جنینی، سلول‌های گرانولوزا، سلول‌های به دست آمده از موجودات کلون شده (سلول‌های نسل دوم) و سلول‌های بنیادی هستند. اگرچه در بیشتر مطالعات از سلول سوماتیک به عنوان اهداءکننده هسته استفاده شده است، ‌اما همان گونه که پیش از این ذکر شد، مطالعات نشان داد که سلول بنیادی به علت دارا بودن خاصیت چند ظرفیتی در ایجاد بافت‌های مختلف و طی کردن سیر تکامل سلول تخم به سمت جنین نرمال، اهمیت و ارزش بالایی را داراست. چراکه احتمال تولد نسل زنده از کلونینگ هسته سلول‌های بنیادی بالاتر است.

تولد رویانا در ایران‌

تولد نخستین جانور شبیه‌سازی شده خاورمیانه در پژوهشکده رویان و آغاز رسمی پروژه کلونینگ درمانی در این مرکز و موفقیت‌های دیگر این پژوهشکده از جمله تهیه نقشه پروتئینی سلول‌های بنیادی جنین انسان و کشف شناسه سطحی سلول‌های مزانشیمی از جمله دستاوردهای چشمگیر پژوهشکده رویان در چند سال اخیر بوده است.

همانندسازی گاو و گوسفند می‌تواند به پیشرفت‌های پزشکی از جمله استفاده از حیوانات کلون شده در تولید آنتی‌بادی‌های انسانی قابل استفاده علیه بیماری‌های مسری منجر شود و هدف نهایی پژوهشگران رویان از شبیه‌سازی حیوانات نیز، ایجاد یک زمینه تحقیقاتی جدید در کشور و فراهم کردن توان علمی کلونینگ درمانی در ایران است.

 پونه شیرازی‌