«نوسازی بشر» با خلق کپی افراد؛ هدف استارتاپی که نخستین رویان مصنوعی جهان را ساخته است

یک استارتاپ فعال در حوزه‌ی زیست‌فناوری که به‌دنبال ابداع راهکاری برای افزایش طول عمر می‌گردد، در پی ایجاد نسخه‌ای از افراد در حالت رویان (Embryo) است تا در صورت نیاز به انجام درمان‌های مبتنی‌بر پیوند عضو، عمل بافت‌برداری انجام بگیرد. در انسان، سلولی که درنتیجه‌ی لقاح ایجاد می‌شود تا پایان هفته‌ی هشتم رویان نام دارد و سپس به جنین تبدیل می‌شود.

براساس گزارش مجله‌ی MIT Technology Review استارتاپ Renewal Bio در حال پیگیری پیشرفت‌های اخیر در فناوری سلول‌های بنیادی و رحم مصنوعی است که توسط جیکوب هانا، زیست‌شناس در مؤسسه‌ی علوم وایزمن، به نمایش گذاشته شده است.

اوایل هفته‌ی جاری جیکوب هانا نشان داد آزمایشگاه تحت مدیریت او می‌تواند با استفاده از سلول‌های بنیادی، رویان‌های بسیار واقع‌گرایانه‌ی موش را خلق و آن‌ها را به مدت چند روز در نوعی رحم مکانیکی رشد دهد تا در رویان‌ها قلبِ تپنده، جریان خون و چین‌خوردگی مغزی ایجاد شود. این نخستین بار است که چنین رویان پیشرفته‌ای بدون استفاده از اسپرم، تخمک یا حتی رحم ایجاد می‌شود.

برنارد سیگل، بنیان‌گذار اجلاس جهانی سلول‌های بنیادی، می‌گوید: «این آزمایش پیامدهای عظیمی به‌دنبال دارد. برایم سؤال است که در مرحله‌ی بعد روی کدام پستاندار آزمایش انجام می‌گیرد؟.» پاسخ این سؤال، به همان اندازه که هیجان‌انگیز به نظر می‌رسد، ترسناک است: انسان.

جیکوب هانا می‌گوید تلاش‌هایش را شروع کرده است تا آزمایش انجام‌شده را با سلول‌های انسان تکرار کند. او می‌گوید که امیدوار است در نهایت نمونه‌هایی مصنوعی از رویان انسان را که معادل ۴۰ تا ۵۰ روز بارداری طبیعی هستند، خلق کند. در آن مرحله از رشد انسان، اندام‌های اولیه، عضوهای حرکتی کوچک و انگشتان شکل می‌گیرند.

هانا می‌گوید: «ما به رویان به‌عنوان بهترین چاپ‌گر زیستی سه‌بعدی نگاه می‌کنیم. رویان بهترین موجود برای ساخت بافت و اندام مناسب است.»

پژوهشگران همین حالا نیز می‌توانند بافت‌های ساده مثل غضروف یا استخوان را چاپِ زیستی کنند یا رشد دهند، اما خلق سلول‌ها و اندام‌های پیچیده‌تر بسیار دشوارتر است. بااین‌حال رویان، بدن را به‌صورت طبیعی می‌سازد.

جیکوب هانا می‌گوید چشم‌انداز شرکت Renewal Bio ایجاد رویان‌هایی است که بتوان از سلول‌های مختلف آن‌ها برای پیوند استفاده کرد.

دانشمندان ممکن است سلول‌های خونی رویانی را جمع‌آوری و تکثیر و سپس به فردی مسن منتقل کنند تا سیستم ایمنی بدن او مجدداً راه‌اندازی شود. فرضیه‌ی احتمالی دیگر، رشد دادن نسخه‌ی رویانی زنانی است که با ناباروری ناشی از افزایش سن دست‌و‌پنجه نرم می‌کنند. پژوهشگران از لحاظ تئوری می‌توانند غدد جنسی رویان را جمع‌آوری و بعداً آن غده‌ها را در آزمایشگاه یا ازطریق پیوند زدن به بدن زن بالغ‌‌تر کنند و در نهایت تخمک‌هایی جوان با توانایی تولید مثل بسازند.

استارتاپ Renewal Bio که تاکنون صرفاً سرمایه‌ای اولیه از شرکت سرمایه‌گذاری NFX به‌دست‌ آورده، در چند وقت اخیر تلاش کرده است توجه سرمایه‌گذاران دیگری را نیز به پروژه‌های خود جلب کند. Renewal Bio می‌گوید به‌دنبال «نوسازی بشریت» است تا «همه‌ی ما جوان و سالم» باشیم.

طرح فنی دقیق Renewal Bio برای اجرای پروژه‌هایش هنوز برای‌مان مشخص نشده است. وب‌سایت رسمی این استارتاپ جزئیات خاصی در بر ندارد و صرفاً در تلاش است پروژه‌های Renewal Bio را هیجان‌انگیز جلوه دهد. آمری امیراودروری، از شرکای NFX که به‌عنوان مدیرعامل شرکت جدید فعالیت می‌کند، می‌گوید: «دلیل کم بودن جزئیات این است که نمی‌خواهیم بعداً بدقول شویم و همچنین به‌دنبال این نیستیم که مردم را وحشت‌زده کنیم. تصویری ذهنی که از ما ایجاد می‌شود حساس است.»

برخی از دانشمندان می‌گویند رشد دادن رویان انسان تا مرحله‌ی پیشرفته دشوار به‌نظر می‌رسد و بهتر است از جنجال‌هایی که ایجاد رویان‌های بسیار واقع‌گرایانه به‌دنبال دارد اجتناب شود. نیکلاس ریوران، دانشمند سلول‌های بنیادی در مؤسسه‌ی زیست‌فناوری مولکولی در وین، می‌گوید: «انجام این کار اصلاً ضروری نیست. پس چرا باید به‌دنبال انجام دادنش باشید؟» ریوران می‌گوید دانشمندان برای تولید سلول‌های مدنظر باید صرفاً «حداقل ساختار رویانی موردنیاز» را خلق کنند.

آمری امیراودروری می‌گوید از زمان ظهور فناوری ویرایش ژن کریسپر تاکنون هیچ فناوری دیگری ندیده است که تا این حد پتانسیل داشته باشد: «توانایی ایجاد رویان مصنوعی از روی سلول‌ها بدون نیاز به تخمک، اسپرم و رحم، شگفت‌انگیز است. ما فکر می‌کنیم که این فناوری جدید می‌تواند عظیم و تحول‌آفرین باشد و نه‌تنها برای باروری بلکه با هدف افزایش طول عمر نیز استفاده شود.»

جیکوب هانا و اعضای تیمش نوع جدیدی از رآکتور زیستی خلق کرده‌اند تا آزمایش خود را به کمک آن تکمیل کنند. سال گذشته یک متخصص سلول‌های بنیادی «رحمی مکانیکی» به نمایش گذاشت و ادعا کرد که توانسته در داخل این رحم، رویان‌های طبیعی موش را در خارج از بدن موش ماده به مدت چند روز رشد دهد. سیستم طراحی‌شده شامل ویال‌هایی چرخان است که باعث می‌شوند رویان در داخل سرم خون مغذی و اکسیژن غوطه‌ور باشد.

رویان‌های موش در داخل رحم طبیعی در مطالعه‌ی سال ۲۰۲۱

در مطالعه‌ی جدیدی که نتایج آن به‌تازگی منتشر شده است، جیکوب هانا از همان رحم مکانیکی استفاده کرد. البته این‌بار از رحم مکانیکی برای ایجاد رویان‌های مشابهی که از روی سلول‌های بنیادی ساخته شده بودند استفاده شد. وقتی سلول‌های بنیادی در ظروفی با شکل خاص رشد می‌کنند، به‌صورت خودبه‌خودی به هم می‌پیوندند و تلاش می‌کنند رویان بسازند. درنتیجه‌ی این اتفاق ساختارهایی به نام امبریوئید، بلاستوئید یا مدل رویان مصنوعی ساخته می‌شود. بسیاری از پژوهشگران می‌گویند با وجود شباهت ظاهری، این ساختارها نسبت خویشاوندی محدودی با رویان‌های واقعی دارند و احتمال رشد کامل آن‌ها، صفر است.

جیکوب هانا با اضافه کردن رویان مصنوعی موش به رحم مکانیکی، این رویان‌ها را بسیار بیشتر از مطالعه‌های قبلی رشد داد. میزان رشد به حدی بود که قلب شروع به تپیدن کرد، خون جریان یافت و اولین مرحله‌ی رشد مغز و دُم دیده شد. هانا که مطالعه‌ی علمی‌اش باعث تعجب دانشمندان زیادی شده است می‌گوید: «رویان‌ها واقعاً عالی به نظر می‌رسند. آن‌ها واقعا شبیه رویان‌های طبیعی‌اند.»

بررسی‌ ترکیب نوع سلول‌ها نشان می‌دهد رویان‌های مصنوعی حدوداً ۹۵ درصد شبیه رویان‌های طبیعی موش هستند. با این وجود تکنیک‌های رشد رویان‌های مصنوعی همچنان ناکارآمد است. کمتر از ۱ از هر ۱۰۰ بار تلاش برای ساخت رویان مصنوعی موش، موفقیت‌آمیز بود و حتی رویان‌هایی که تا مدت‌زمانی طولانی رشد کردند در نهایت دچار ناهنجاری‌هایی مثل مشکلات قلبی شدند. شاید دلیل این بود که رویان‌ها نمی‌توانستند بدون دسترسی به منبع مناسب خون، بیشتر از آن رشد کنند.

نسخه کوچک من

در مجموعه‌ی جدیدی از آزمایش‌ها، جیکوب هانا در حال استفاده از سلول‌های خون و پوست خود و چند داوطلب دیگر است تا رویان مصنوعی انسانی بسازد. این یعنی احتمالاً آزمایشگاه جیکوب هانا به‌زودی میزبان صدها یا حتی هزاران نمونه‌ی کوچک از خودش می‌شود، نمونه‌هایی که کلون ژنتیکی خود او هستند.

جیکوب هانا می‌گوید ایده‌ی ایجاد رویان مصنوعی انسانی نگرانش نمی‌کند. حقیقت شگفت‌انگیز این است که هانا می‌تواند نمونه‌های اولیه‌ی پستانداران را در لوله‌های آزمایش رشد دهد، بااین‌حال او می‌گوید این نمونه‌های آزمایشگاهی موجوداتی هستند که آینده‌ای برای آن‌ها وجود ندارد. هانا می‌گوید که احتمالاً آن‌ها زیست‌پذیر نیستند.

از طرفی دیگر در حال حاضر هیچ راهی برای تبدیل کردن رویان موجود در شیشه‌ی آزمایش به موجودی کامل در دنیای واقعی وجود ندارد. بدون وجود جفت و بند نافی که به مادر متصل باشد، هیچ رویان مصنوعی‌ای در صورت پیوند زده شدن به رحم توانایی زنده ماندن ندارد.

جیکوب هانا می‌گوید:‌ «ما به‌دنبال خلق انسان نیستیم. این کاری نیست که در تلاش برای انجام دادنش باشیم. این‌که یک رویان ۴۰ روزه را نسخه‌ی کوچک خودمان خطاب کنیم کار درستی نیست.»

با پیشرفت این فناوری بحث‌برانگیز احتمالاً جنجال‌های زیادی با محوریت حق زندگی رویان‌های مصنوعی ایجاد می‌شود. آیا از لحاظ اخلاقی می‌توان از چنین رویان‌هایی برای آزمایش‌های پزشکی استفاده کرد؟ مؤسسه‌ی ملی سلامت در ایالات متحده در برخی موارد از تأمین مالی مطالعات روی جنین‌هایی مصنوعی که بیش از حد به جنین واقعی شبیه بوده‌اند خودداری کرده است.

جیکوب هانا می‌گوید رویانی که با استفاده از سلول‌های بنیادی ایجاد و در آزمایشگاه رشد داده شود هرگز نمی‌تواند انسان به‌حساب بیاید و در همین راستا برای جلوگیری از ایجاد سردرگمی طرحی احتیاطی تدوین کرده است. هانا می‌گوید که برای نمونه می‌توان با مهندسی ژنتیک سلول اولیه را به‌گونه‌ای اصلاح کرد که رویان مصنوعی سر نداشته باشد. محدودسازی پتانسیل‌های این فناوری می‌تواند به جلوگیری از ایجاد دوراهی‌های اخلاقی کمک کند. هانا می‌گوید: «ما فکر می‌کنیم این موضوعی مهم است و به همین دلیل در این زمینه سرمایه‌گذاری زیادی انجام داده‌ایم.» او همچنین می‌گوید که می‌توان با روش اصلاح ژنتیکی کاری کرد که رویان بدون ریه، قلب یا مغز ایجاد شود.

استارتاپ Renewal Bio شماری از دانشجوهای جیکوب هانا را استخدام و مجوز استفاده از فناوری او را از مؤسسه‌ی علوم وایزمن دریافت کرده است. این استارتاپ قصد دارد برای بهبود انکوباتورها، تولید حسگرهایی برای نظارت روی رویان در حین رشد و دستیابی به راه‌هایی جدید برای افزایش زمان بقای رویان‌ها در آزمایشگاه، سرمایه‌گذاری انجام دهد.

آمری امیراودروری می‌گوید Renewal Bio هنوز در مراحل اولیه‌ی فعالیتش به سر می‌برد و همچنان در تلاش است موارد استفاده‌ی این فناوری جدید را یاد بگیرد.

امیراودروری و هانا با سایر دانشمندان و پزشکان مشورت کرده‌اند تا بفهمند که اگر آن‌ها به تعداد زیادی رویان مصنوعی دسترسی داشته باشند چه کارهایی انجام می‌دهند. امیراودروری می‌گوید: «ما از بقیه پرسیده‌ایم که اگر به پیشرفت‌های مختلف برسیم دستیابی به چه اهدافی برایمان امکان‌پذیر می‌شود؟ هر بار که این سؤال را می‌پرسیم هیجان در چشم آن‌ها موج می‌زند.»

نتایج این مطالعه در مجله‌ی علمی Cell منتشر شده است.