صمم علماء في جامعة براون «مبيضا بشريا اصطناعيا»، بعد أن وظفوا منطلقات لهندسة الأنسجة يأمل العلماء أن تتيح لهم في يوم من الأيام إنضاج بويضات بشرية خارج جسم المرأة.
وعلى المدى القريب، سيمكن المبيض الاصطناعي العلماء من استكشاف تأثير السموم البيئية أو المواد المحسنة للإخصاب، على خصوبة البشر. كما أنه قد يساعد على تطوير أشكال جديدة من وسائل منع الحمل ودراسة سرطان المبيض.
وعلاوة على ذلك، قد يساعد المبيض أيضا النساء اللاتي تعرضت المبايض لديهن إلى الضرر بسبب العلاج الكيميائي أو الإشعاع أو المرض، وفقا لبحث تم نشره في العدد الحالي من مجلة «جورنال أوف أسيستد ريبروداكشن آند جينيتيكس» (Journal of Assisted Reproduction and Genetics). ولا توجد أمام هؤلاء السيدات حاليا سوى فرص محدودة للإنجاب: إما التلقيح الصناعي، الذي يقود إلى مجموعة من البويضات المجمدة، أو تجميد أنسجة المبيض على أمل أن تصبح البويضات السليمة ناضجة في يوم من الأيام.
مبيض اصطناعي
* ويفتح المبيض الاصطناعي، الذي يمكن من خلاله جني آلاف البويضات غير الناضجة ثم إنضاجها في أي وقت في المختبر، الباب أمام احتمالات ضخمة لامرأة من كل 1000 امرأة يحتجن إليها، حسبما يقول المعد الرئيسي لهذا البحث، ستيفن كروتز، الذي كان طالبا في الدراسات العليا في الجامعة عندما بدأ العمل في الدراسة.
ويعتبر تصميم هذا المبيض الاصطناعي المرة الأولى التي نجح فيها العلماء في خلق بيئة ثلاثية الأبعاد تحتوي على الأنواع الثلاثة الرئيسية لخلايا المبيض: الخلايا القرابية (theca cells) وخلايا الطبقة المحببة (granulosa cells) والبويضات التي تعرف باسم «الخلايا البيضية الثانوية» (oocytes). وكانت ساندرا كارسون الباحثة الرئيسية المشرفة على هذه الدراسة، وهي أستاذة أمراض النساء والتوليد في جامعة براون ومستشفى المرأة والأطفال الرضع في رود آيلاند.
ويقول ألان بي كوبرمان، مدير قسم العقم في مركز ماونت سيناي الطبي في نيويورك، إنه لا تزال هناك سنوات والكثير من العقبات العلمية أمام جني الفوائد من ذلك، لكنه منبهر بالإمكانيات البحثية لهذه المجموعة. وقال: «إن مفهوم خلق بيئة اصطناعية ثلاثية الأبعاد، وحقيقة أننا نستطيع أخذ بويضات غير ناضجة وجعلها تنمو وتنضج لتصبح بويضات قابلة للحياة، هو أمر مثير للاهتمام حقا».
ابتكار حيوي
* ويقول كوبرمان إن المبيض الاصطناعي بمقدوره أن يعمل كنموذج لمساعدة العلماء على تطوير فهم أفضل لعملية شيخوخة المبيض، وهو ما يمثل بؤرة تركيز معظم أبحاثه. وأضاف «إذا كان بمقدورنا إنشاء بيئة اختبارية قابلة للحياة، فإننا إذن نستطيع تعلم المزيد بشأن كيفية الاستفادة من البويضات، والتمييز بين البويضات الصالحة والبويضات غير السوية».
ويستخدم الابتكار الذي توصل إليه العلماء في جامعة براون قالبا على شكل قرص العسل لتدعيم البويضة. والبويضات البشرية كبيرة الحجم للغاية لدرجة أنها يصعب أن تنمو من دون نوع من هيكل الدعم. ويقول كورتز، المتخصص الآن في الغدد الصماء الإنجابية والخصوبة في مركز الخصوبة المتقدمة في تكساس، «إذا حاولت أن تجعلها تعتمد على نفسها في النمو، في طبق، فإنها ستنهار».
وحصل العلماء على خلايا المبيض من أنسجة بشرية مستخدمين إنزيمات، وسكبوها في قالب مصنوع من مادة الأغار، وهي مادة جيلاتينية مستخلصة من الطحالب. وجمعت الأنواع المختلفة من الخلايا نفسها في شكل قرص العسل، حيث شكلت الخلايا القرابية والخلايا المحببة الهيكل. وجرى إدخال خلايا البويضات داخل هذا الهيكل وجرى تغطيتها بالهرمونات لتحفيز الخلايا القرابية لإنتاج الأندروجين، وتحفيز الخلايا المحببة لإنتاج الإستروجين.
ويقول جيفري مورغان، المدير بمركز الهندسة الطبية الحيوية بجامعة براون، «لقد سلكنا مسلكا للاعتماد على الالتصاق المتأصل للخلايا لإثارة التجميع الذاتي. وفي هذه البيئة غير القابلة للالتصاق، ستلتصق الخلايا بعضها ببعض وتشكل بيئة ثلاثية الأبعاد بصورة ذاتية، وتتوافق مع شكل القالب لدينا».
وافترض العلماء أن الخلايا ستشكل مجالا، إذا سمح لها بالتجميع الذاتي، بيد أن مورغان يقول إنه أظهر أنها تستطيع أيضا خلق أشكال أكثر تعقيدا مع قليل من التحفيز.
إنضاج مختبري
* وتقول كيم إل ثورنتون، المتخصصة في الغدد الصماء الإنجابية في أحد أكبر مراكز الخصوبة في البلاد، إنه من الصعب إعادة خلق جميع الأنشطة التي تجري في مبايض المرأة داخل المختبر. وتقول: «إحدى التحديات التي تواجه عملية الإنضاج هو أن هناك الكثير من الأمور التي تجري داخل مبيض المرأة والتي قد تؤثر على قدرة البويضات على النضوج. لا نستطيع نسخ جميع هذه الأوضاع» داخل المختبر. ومع ذلك، يقول الدكتور ثورنتون، إن نموذج جامعة براون «مثير للاهتمام، وبكل تأكيد يعد نموذجا واعدا».
ونقلت مجلة «تكنولوجي ريفيو» الأميركية عن كارسون أنه «أما وقد صنع الفريق النموذج، فأنا أريد العودة للخلف والنظر عن كثب لكيفية عمله». وتود كارسون تحديد البروتينات المتعددة اللازمة في عملية إنضاج البويضة، وتتمنى أن تكون قادرة على استكشاف هل من الممكن تبديل هذه البروتينات كإحدى وسائل منع الحمل. وتقول: «يمكننا أيضا من الناحية النظرية اكتشاف شيء قد يكون مهما في تطور سرطان المبيض».
كما يمكن استخدام هذا البحث لعمل اختبار لتحديد الآثار السامة من المنتجات اليومية، مثل المنتجات البلاستيكية والمبيدات الحشرية، ناهيك عن الأدوية، «كل شيء قد نكون قادرين على اختباره ضد الوقاية». وتضيف كارسون: «لم نصل بعد إلى هذه المرحلة، لكنني أعتقد أن ذلك سيمثل أفضل استخدام لهذا النموذج».