يك گام جلوتر از شبيه‌سازي، همشهری

سال 1996 يكي از بزرگترين تحولات علم پزشكي رخ داد. پرفسور يان ويلموت توانست اولين موجود شبيه‌سازي‌ شده (يك گوسفند به نام دالي) را به جهانيان معرفي كند.

اين حركت، اميدواري بشر هزاره سوم را براي از بين بردن و ريشه كن كردن بسياري از بيماري‌هاي لاعلاج مانند سرطان، پاركينسون، كم خوني و... صدچندان كرد. 12 سال از آن رخداد مي‌گذرد و حالا روشي توسط دانشمندان ارائه شده كه گفته مي‌شود بزرگترين انقلاب علم در اين سده خواهد بود.

اين روش، استفاده از ( iPS (induced Pluripotent Stem cell نام دارد كه پرفسور شيني ياماناكاي ژاپني، مبدع آن است. iPS يك گام پيشرفته‌تر از شبيه‌سازي‌ است و در واقع رقيب جدي شبيه‌سازي‌ محسوب مي‌شود.

گفته مي‌شود هم اكنون اغلب دانشمندان و متخصصان شبيه‌سازي‌، به آن روي آورده و شبيه‌سازي‌ را كنار گذاشته‌اند. جالب است بدانيد كه خود يان ويلموت هم در زمينه iPS فعاليتش را ادامه مي‌دهد.

تبليغات خبرنامه گويا	advertisement@gooya.com

كساني كه كمي مطلع در اين علم باشند، مطمئناً نام دانشمند بزرگ ايراني، دكتر كريم نيرنيا را مي‌شناسند. او سال پيش توانست از سلول‌هاي مغز استخوان، سلول‌هاي جنسي را بسازد.

در گفت‌وگويي به بهانه انتشار خبر شبيه‌سازي جنين انسان در انگلستان كه چند روز قبل در برخي رسانه‌هاي غربي منتشر شد، نيرنيا پرده از رازي برمي‌دارد كه به زودي تحقيقات علوم پزشكي را متحول خواهد كرد.

دكتر نيرنيا كه در ابتدا از گفتن روش نوين خود امتناع مي‌كرد، با تكيه به ايران دوستي و عرق ملي خود گفت: «نتايج تحقيقات بسيار محرمانه است و نبايد تا ارائه مقالات علمي آن را بازگو كنم. تنها مي‌توانم به هموطنان عزيز بگويم كه راه ميان بري را كشف كرده‌ايم كه تاكنون براي به دست آوردن سلول‌هاي بنيادي بي‌نظير است و مي‌توانيم ادعا كنيم كه تا چند سال آينده بسياري از بيماري‌هاي لاعلاج مانند سرطان‌ها را درمان مي‌كنيم.»

نوشتار زير حاصل گفت‌و‌گوي ما با دكتر نيرنياست كه در آن iPS، تفاوت‌هاي آن با شبيه‌سازي‌ و دلايل ممنوعيت شبيه‌سازي‌ از سوي برخي كشور‌ها را توضيح مي‌دهد.

تا قبل از پيدايش iPS، در كلونينگ (شبيه‌سازي) از تخمك انساني استفاده مي‌كردند. يعني تخمك انساني را از خانم‌ها مي‌گرفتند و هسته را از آن جدا مي‌كردند و بعد آن تخمك را بارور مي‌كردند.

اين تخمك به سمت مسيري به نام بلاستوسيست مي‌رفت كه مرحله‌اي در لقاح طبيعي انساني است كه در روزهاي چهارم، پنجم يا ششم رخ مي‌دهد و در اين مرحله از قسمتي از اين بلاستوسيست، سلول‌هاي بنيادي جنيني (امبريونيك استم سل) را مي‌گرفتند.

در اين پروسه تخمك انساني لازم بود و از اين بابت مشكلات اخلاقي بسياري وجود داشت. با اين‌حال در iPS كه به تازگي ابداع شده از سلول‌هاي بالغ پوست استفاده مي‌كنند. مبدع اين روش ژاپني‌ها بودند.

آن قدر اين موضوع جذاب است كه مي‌توان گفت يكي از بزرگترين كشفيات قرن حاضر است.
دانشمندان و متخصصان هم به سرعت شروع به تحقيق روي اين روش كردند كه ما هم در دانشگاه نيوكاسل اين تحقيق را شروع كرديم.

در iPS سلول پوستي بالغ را از مريض جدا مي‌كنند و سپس 4 ژن را به آن تزريق مي‌كنند.

اين 4 ژن عبارتند از c-myc، klf4، oct- 3/4 و Sox2. اين 4 ژن باعث مي‌شوند كه سلول پوست تبديل به سلول بنيادي شود. به همين دليل مي‌توانيم بگوييم كه اين روش رقيب سرسخت روش كلونينگ است و تا 4 سال آينده، كلونينگ را كنار خواهد زد.

هنوز مدت زيادي از كشف اين روش نگذشته كه دكتر ينيش با استفاده از iPS در آمريكا توانسته يك سري از كم‌خوني‌ها را در موش‌ها از بين ببرد. به گفته دانشمندان تا 2 سال آينده نتايج بسيار اميدواركننده آن را خواهيم ديد.

احتمالا خوانندگان مي‌دانند كه در شبيه‌سازي از سلول‌هاي پوست استفاده مي‌شود و آن سلول را تبديل به يك موجود كامل مي‌كنند. دليل استفاده از سلول‌هاي پوست اين است كه اين سلول‌ها هر روز خود را بازسازي كرده و باز متولد (regenerate) مي‌شوند و از آن مهم‌تر اينكه در دسترس‌ترين بافت انساني، بافت پوستي است، درصورتي كه در بقيه روش‌ها بايد از سلول‌هاي غيرقابل دسترسي مانند سلول‌هاي مغز استخوان استفاده شود كه دسترسي به آن‌ها بسيار سخت‌تر از سلول‌هاي پوستي است.

جالب است بدانيد كه iPS از لحاظ تكنيكي بسيار روش آساني است و سختي روش‌هاي قبلي را ندارد.

مهم‌ترين قسمت iPS پيدا كردن فاكتورها (همان 4 ژن) بود كه توسط ياماناكا كشف شد. حدود يكي دو سال پيش، اولين اخبار در مورد اين موضوع منتشر شد.

براي اثبات اهميت اين شيوه همين بس كه ژاپن حدود 500 ميليارد ين را براي تكميل و گسترش تحقيقات در اين زمينه اختصاص داده است. ژاپني‌ها براي ادامه تحقيقات، يك مؤسسه مستقل به سرپرستي دكتر ياماناكا تأسيس كرده‌اند.

اين روش به سرعت و در همه جاي دنيا در حال پيگيري است. به‌عنوان مثال هم اكنون دانشگاه‌هاي هاروارد، بوستون، يو سي ال‌اي، جان هاپكينز و نيوكاسل كه از بزرگان اين عرصه‌اند سريعاً دست به كار شده‌اند.

البته ما در دانشگاه نيوكاسل روش ديگري را ابداع كرده‌ايم كه مي‌تواند بسيار سريعتر از iPSعمل كند و اميدواريم تا اواخر امسال نتايج كامل تحقيقات را منتشر كنيم. در اين روش به جاي 4 فاكتور تنها از يك فاكتور استفاده كرده‌ايم و درواقع سعي كرده‌ايم ژني را پيدا كنيم كه به‌اصطلاح، بالادستي باشد و آن 4 ژن ديگر را فعال كند.

در مراحل ابتدايي، اين پژوهش نشان داده كه با استفاده از اين روش، سرطان به سرعت تشخيص داده مي‌شود و مي‌توان با تزريق اين سلول‌ها به شخص بيمار جلوي فعاليت‌هاي سلول‌هاي سرطاني را گرفت.

همچنين ما نشان داده‌ايم كه دو تا از فاكتورهاي روش iPS مي‌تواند سلول‌هاي پوستي را به سلول‌هاي اوليه جنسي تبديل كند. اهميت اين مسئله از آن جهت است كه سلول‌هاي جنسي توانايي تبديل به بقيه سلول‌ها را دارند.

مقاله كامل در اين زمينه را تا اواخر سال ميلادي جاري ارائه خواهيم كرد.

استفاده از تخمك حيواني به جاي تخمك انساني

در كلونينگ تا قبل از اين ماجرا از تخمك انساني استفاده مي‌شد. يعني تخمك انساني را از خانم‌ها مي‌گرفتند و آن وقت هسته را از آن جدا مي‌كردند و بعد آن تخمك را اكتيو (بارور) مي‌كردند.

در اين پروسه تخمك انساني لازم بود و از اين بابت مشكلات اخلاقي بسياري داشت. ولي در اين حركت جديد، از تخمك حيواني استفاده مي‌شود كه اين شيوه را ما در دانشگاه نيوكاسل انجام داده‌ايم و تمامي نتايج به دست آمده تاكنون مثبت بوده است. در دانشگاه نيوكاسل از تخمك گاو به جاي تخمك انساني استفاده شده است.

نكته اين است كه از لحاظ ژنتيكي، نوزادي كه از اين روش به وجود مي‌آيد از همان هسته‌اي است كه گرفته شده و به همين دليل نوزاد انساني به وجود مي‌آيد. ولي يك مسئله مهم را نبايد فراموش كرد و آن هم وجود بعضي از ژن‌هايي است كه در قسمت سيتوپلاست قرار دارند.

در اين روش كه از تخمك گاو استفاده مي‌شود، هسته اش را برمي داريم كه اين هسته يك هسته انساني است؛ اما ميتوكندري‌هاي گاوي در آن باقي مي‌ماند.

به همين دليل هم قوانيني براي چنين شيوه‌هايي و حتي شبيه‌سازي‌ كلاسيك وضع شده كه زمان نگهداري جنين را محدود مي‌كند. براي مثال، در انگلستان تصويب شده كه حتماً روز چهاردهم بايد اين نوزاد را از بين ببرند.

در حال حاضر در هيچ كشوري اجازه داده نشده كه اين جنين را به يك رحم انساني برگردانند تا يك نوزاد از اين روش به وجود بيايد و با اين مسئله به شدت در همه جاي دنيا برخورد مي‌شود و مجازات‌هاي سنگيني هم دارد.

تنها كاري كه شده و قانون اجازه داده اين است كه در اين 14 روز و در يك محيط آزمايشگاهي روي اين جنين مطالعه و تحقيق كنند (و نبايد آن را به رحم انتقال داد).

در واقع اين جنين را در آزمايشگاه كشت مي‌كنند و در اين زمان سلول‌هاي بنيادي را از آن مي‌گيرند. اين سلول‌هاي بنيادي جنيني همان خاصيتي را دارند كه براي از بين بردن بسياري از بيماري‌ها استفاده مي‌شوند و اگر ژن خرابي در كسي وجود داشته باشد مي‌توان آن ژن خراب را تصحيح كرد.

در انگليس تنها 14 روز مي‌توان جنين شبيه‌سازي‌ شده را نگهداري كرد و دقيقاً در ساعت 336 زندگي جنين شبيه‌سازي‌ شده بايد از بين برود. در بقيه كشورها هم كه شبيه‌سازي‌ انجام مي‌شود، نهايتاً تا 14 روز اجازه بهره برداري از جنين شبيه‌سازي‌ شده را دارند.

شايد در كشوري كمتر هم باشد ولي بيشتر از 14 روز در هيچ جاي دنيا قانوني نيست.

حتي اگر نيم ساعت از 14 روز بيشتر شود، مجازات بسيار سنگيني دارد. چهاردهمين روز جنيني در واقع ابتداي تشكيل ارگان‌ها است، به همين علت اين روز براي از بين بردن جنين در نظر گرفته شده است. اين قوانين در واقع حافظ حرمت انساني هستند.

البته اگر تصميم به شبيه‌سازي‌ انسان باشد بايد در روز چهارم، پنجم و نهايتاً ششم، جنين شبيه‌سازي‌ شده به رحم انساني منتقل شود و اگر از روز ششم به بعد به رحم منتقل شود ديگر رشد نخواهد كرد و حتي اين انتقال شايد باعث ايجاد تومور در رحم شود.

اگر روزي چنين تخلفي صورت گيرد و يك انسان شبيه‌سازي‌ شده به وجود آيد، آينده بشريت به خطر مي‌افتد. با اين‌حال به واسطه چنين تفكري نمي‌توان كلاً دست از اين تحقيقات كشيد.

در بين كشورهاي محقق اين امر، انگلستان و اسپانيا رويه بسيار منطقي را پيش گرفته‌اند و با نظارت دقيق جلوي تخلفات را گرفته و از طرف ديگر از اين تحقيقات حمايت كافي مي‌كنند.

ولي در كشورهايي مانند آلمان و ايتاليا اين موضوع به كلي ممنوع شده و اگر هم شبيه‌سازي‌ انساني رخ دهد، دانشمندان بايد در روز دوم، جنين را از بين ببرند كه اين زمان براي تكميل و به دست آوردن سلول‌هاي بنيادي، زمان كمي است.

دلايل ممنوعيت شبيه‌سازي‌ انسان بسيار زياد است. شبيه‌سازي‌ انسان از هر روشي، تبعات بسيار سختي براي جامعه انساني خواهد داشت. اول اينكه ديگر تولدهاي طبيعي بي‌معني مي‌شوند و شايد بسياري از افراد از اين روش استفاده كرده و بدون گذار از سامانه طبيعي توليدمثل، بچه دار شوند كه در اين صورت ديگر مفهوم پدر و مادر از بين مي‌رود و فرزندي كه از اين روش به دنيا مي‌آيد، پدري ندارد.

اين مسئله مشكلات رواني، هويتي و اجتماعي فراواني را براي انسان شبيه‌سازي‌ شده ايجاد مي‌كند. از طرف ديگر DNA سلولي كه در شبيه‌سازي‌ از آن استفاده شده از يك فرد بالغ گرفته شده و از لحاظ ژنتيكي هم صد در صد شبيه مادرش است.

اين مسئله باعث مي‌شود كه نوزاد متولد شده دقيقاً شبيه مادرش باشد و حتي از نظر مسائل رواني هم احتمالاً هيچ تفاوتي نخواهد داشت كه در اين صورت تنوع گونه‌هاي رواني-اجتماعي كم خواهد شد كه بسيار خطرناك است. احتمال عقيم شدن نوزاد هم وجود دارد و اين احتمال در تحقيقات ما اثبات شده است.

با اين‌حال، شبيه‌سازي روش هيجان‌انگيز و درواقع تخيل‌برانگيزي است. مي‌شود از اين روش و با استفاده از سلول پوست شخصي، هزاران شخص ديگر كه دقيقاً مانند او هستند (حتي از نظر اثر انگشت) به وجود آورد. حال شما تصور كنيد كه يكي از آن‌ها قتل يا جرمي انجام دهد.

آن وقت پليس بايد به هزار نفر مشكوك باشد نه به يك نفر. اين تنها گوشه‌اي از وجود يك انسان هزار چهره است. آن‌ها از لحاظ رواني هم دقيقاً با هم شباهت خواهند داشت.
از همه مهم‌تر اينكه احتمال پيري زودرس در اين افراد بسيار زياد است.

زيرا بعد از تقسيم سلولي در زمان لقاح ديگر كروموزم ‌ها شروع به كوتاه شدن مي‌كنند و اين كوتاهي تا حدي مي‌رسد كه شروع به خراب كردن ژن‌هاي فعال مي‌كند و اين دليل اصلي مرگ طبيعي انسان است.

حال وقتي كه ما اين سلول‌ها را از يك انسان 30 ساله مي‌گيريم، بالطبع كروموزم‌ها رشد 30 ساله خود را كرده و كوتاه‌تر شده‌اند و ما مجدداً از كروموزم‌هاي كوتاه شده استفاده مي‌كنيم كه احتمال پيري زودرس در نوزاد را بسيار بالا مي‌برد.

در شرايط طبيعي توليدمثل با هر تركيب جنسي بين اسپرم و تخمك، اين كروموزم ‌ها دوباره بازسازي مي‌شوند و در واقع كروموزم نويي را به وجود مي‌آورند. ولي در شبيه‌سازي‌ كه اين اتفاق نمي‌افتد، نمي‌توان انتظار ديگري جز پيري زودرس داشت.

يكي از مهم‌ترين ابعاد تحقيقات دانشمندان همين موضوع است كه سلول‌هاي به دست آمده از اين روش توانايي بازسازي كروموزم‌ها را دارند يا نه؟در واقع انسان شبيه‌سازي‌ شده، زندگي خود را از صفر شروع خواهد كرد يا از سن شخصي كه سلول را از آن گرفته ايم؟

در روش جديدي كه از طرف ما پيشنهاد شده، يك مرحله را به اين روش اضافه مي‌كنند. براي مثال در همين روش iPS اول سلول پوست را تبديل مي‌كنند به سلول جنسي و پس از تكثير آن، از هسته سلول جنسي براي شبيه‌سازي‌ استفاده مي‌كنند.

زيرا سلول‌هاي جنسي توانايي بازسازي كروموزم‌ها را دارند. در اين روش شايد بتوان مشكل پيري زودرس را حل كرد.

البته هنوز به‌دليل وجود قوانين محدود‌كننده (همان نگهداري 14 روزه) نمي‌توان اين موضوع را در انسان‌ها اثبات كرد ولي چنين انتظاري مي‌رود. علاوه بر پيري زودرس، مشكلاتي مانند تومورها هم نوزاد شبيه‌سازي‌ شده را تهديد خواهد كرد، زيرا شايد اختلالات ژني رخ دهد.

البته در آزمايش‌هاي جديد كه در آن از سلول‌هاي مغز استخوان، سلول‌هاي جنسي به وجود آمده‌اند نشان داده شده كه اين سلول‌ها كروموزم ‌ها را تكميل مي‌كند.

مي توان اينشتين را شبيه‌سازي‌ كرد؟!

در شبيه‌سازي، احتمال شبيه‌سازي‌ شخصي كه سال‌ها پيش مرده است هم وجود دارد.

زيرا مي‌شود DNA او را گرفت و اين DNA وقتي كه به هسته تخمك وارد مي‌شود يك سري از ژن‌ها را فعال مي‌كند. ولي هنوز مشخص نشده كه چگونه مي‌توانيم با DNA همه ژن‌ها موجود در هسته تخمك را فعال كنيم و درصورت تكميل اين تحقيقات چنين امري امكانپذير مي‌شود؟

در كل با تئوري‌هاي موجود مي‌توانيم ادعا كنيم كه نه تنها انسان بلكه هر گونه جانداري كه مرده مجدداً مي‌توان به دنيا آورد و شبيه‌سازي‌ كرد، حتي گونه‌هاي منقرض شده را. تنها بايد DNA آن‌ها را به دست آورد كه در استخوان‌هاي بازمانده آن‌ها موجود است.

البته اگر بتوانيم تا 72 ساعت پس از مرگ انساني به سلول‌هاي پوستي آن دست پيدا كنيم، كارمان بسيار راحت‌تر است. زيرا سلول‌ها تا 72 ساعت پس از مرگ قابليتي دارند كه مي‌توان آن‌ها را دوباره زنده و فعال كرد.

بزرگترین اكتشافات شبیه‌سازی

سال 1996: اولین گوسفند شبیه سازی شده توسط دكتر یان ویلموت به دنیا آمد كه نامش دالی (Dolly thesheep ) بود.

سال 2001: دانشمندان آمریكایی اولین جنین شبیه سازی شده انسانی را معرفی كردند كه پس از چندی مجامع علمی آن را رد كرده و ادعایی بیش ندانستند.

سال 2004: دانشمندان و محققان كره جنوبی اولین جنین شبیه سازی شده انسان را كه از سلول های بالغ به وجود آورده بودند معرفی و مقالات علمی در این باره را در مجله پیر ریویود (peer-reviewed) منتشر كردند كه صحت مطالب فوق بررسی و مورد قبول واقع شد.

سال 2005: محققان كره جنوبی برای اولین بار سلول های بنیادی جنینی را از جنین شبیه سازی شده انسان به دست آوردند كه پس از گذشت چندین ماه مشخص شد اطلاعات و مقالات منتشره در این مورد دارای مشكلات و اشتباهات علمی فراوانی بوده و این خبر دروغی بیش نبوده است كه این مسئله برای دانشمندان و محققان كره جنوبی بسیار گران تمام شد و وجهه خود را برای دومین بار در دنیا از دست دادند.

سال 2006: محققان كره جنوبی نشان دادند كه برخی از مسائل چاپ شده در سال های گذشته در این رابطه صحیح بوده و آن‌ها با جدیت برنامه های شبیه سازیشان را ادامه می دهند.

سال 2007: اولین جنین شبیه سازی شده میمون ساخته شد.

سال 2007: برای اولین بار دانشمندان یك مؤسسه تحقیقاتی خصوصی واقع در كالیفرنیاي آمریكا گزارش دادند كه توانسته‌اند از سلول های پوستی انسان توسط مهندسی ژنتیك، سلول های بنیادی جنینی را بسازند.