ข่าว | อนาคตของเซลล์สืบพันธุ์: นักวิทยาศาสตร์ปรับโปรแกรมเซลล์ในลิงมาร์โมเสท

ข่าว | อนาคตของเซลล์สืบพันธุ์: นักวิทยาศาสตร์ปรับโปรแกรมเซลล์ในลิงมาร์โมเสท

ปรับโปรแกรมเซลล์ไพรเมตให้เป็นเซลล์ต้นกำเนิดของเซลล์สืบพันธุ์

นักวิจัยจาก University of Pennsylvania School of Veterinary Medicine, University of Texas at San Antonio และ Texas Biomedical Research Institute ปรับโปรแกรมเซลล์เม็ดเลือดของลิงมาร์โมเสทให้เป็นเซลล์ต้นกำเนิดที่ยืดหยุ่น และชักนำให้เป็นเซลล์ที่มีลักษณะของเซลล์ต้นกำเนิดอสุจิ งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ใน eLife และนับเป็นความก้าวหน้าสำคัญด้านชีววิทยาการสืบพันธุ์

ปูทางสู่การสร้างเซลล์สืบพันธุ์

ทีมวิจัยปรับโปรแกรมเซลล์ผ่านหลายระยะจนเป็นเซลล์ต้นกำเนิดของเซลล์สืบพันธุ์ กระบวนการนี้เปิดโอกาสใหม่ในการศึกษาชีววิทยาของไพรเมตและสนับสนุนการพัฒนาเทคโนโลยีช่วยการเจริญพันธุ์ เช่น การสร้างเซลล์สืบพันธุ์ในหลอดทดลอง ซึ่งเป็นการสร้างอสุจิหรือไข่ในห้องปฏิบัติการ คล้ายกับการสร้างตัวอ่อนในการปฏิสนธินอกร่างกาย (IVF)

Kotaro Sasaki ผู้ช่วยศาสตราจารย์แห่ง University of Pennsylvania กล่าวว่า นักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างอสุจิและไข่ที่ทำงานได้จากเซลล์ต้นกำเนิดพหุศักยภาพชนิดเหนี่ยวนำในหนู แต่เซลล์สืบพันธุ์ของหนูแตกต่างจากของมนุษย์อย่างมาก ลิงมาร์โมเสทจึงเป็นแบบจำลองที่ใกล้เคียงชีววิทยามนุษย์มากกว่า

เซลล์ต้นกำเนิดของเซลล์สืบพันธุ์ในตัวอ่อนลิงมาร์โมเสท

นักวิจัยเริ่มจากศึกษาเซลล์สืบพันธุ์ระยะแรกเริ่ม (PGCs) จากตัวอ่อนลิงมาร์โมเสท ซึ่งก่อนหน้านี้ยังไม่เคยมีการศึกษาลักษณะอย่างละเอียด พวกเขาระบุตัวบ่งชี้ระดับโมเลกุลที่ใช้ติดตามเซลล์ระยะแรกได้ การหาลำดับ RNA ระดับเซลล์เดี่ยวพบการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับเซลล์สืบพันธุ์ระยะแรกและการดัดแปลงเหนือพันธุกรรม แต่ไม่พบยีนที่ถูกกระตุ้นในระยะหลังเมื่อเซลล์ต้นกำเนิดของอสุจิหรือไข่เคลื่อนไปยังรังไข่หรือลูกอัณฑะ

แพทย์ Sasaki กล่าวว่า ผลการศึกษาสอดคล้องกับกระบวนการปรับโปรแกรมเซลล์สืบพันธุ์ ซึ่งปิดตัวบ่งชี้บางชนิดและทำให้ PGCs พัฒนาต่อไปยังระยะหลังได้

จากเซลล์เม็ดเลือดสู่เซลล์ต้นกำเนิดพหุศักยภาพชนิดเหนี่ยวนำ

จากนั้นทีมวิจัยจำลองกระบวนการนี้ในห้องปฏิบัติการ โดยเริ่มจากเปลี่ยนเซลล์เม็ดเลือดเป็นเซลล์ต้นกำเนิดพหุศักยภาพชนิดเหนี่ยวนำ (iPSCs) ซึ่งแยกไปเป็นเซลล์ชนิดอื่นได้ Yasunari Seita นักวิจัยหลังปริญญาเอกกล่าวว่า การสร้างสภาวะเพาะเลี้ยงเซลล์ลิงมาร์โมเสทให้คงที่เป็นความท้าทายที่สุด แม้เขามีประสบการณ์ด้านการเพาะเลี้ยงเซลล์และ iPSCs หลังทดลองซ้ำโดยอาศัยข้อมูลจากงานวิจัยในหนู มนุษย์ และงานศึกษาอื่น ๆ เขาพัฒนาวิธีที่เสถียรสำหรับสร้างและคงสภาพ iPSCs ของลิงมาร์โมเสท

จาก iPSCs สู่เซลล์ต้นกำเนิดของเซลล์สืบพันธุ์

ส่วนผสมของโกรทแฟกเตอร์เปลี่ยนเซลล์ที่เพาะเลี้ยง 15%-40% ให้เป็นเซลล์ที่มีลักษณะของเซลล์ต้นกำเนิดของเซลล์สืบพันธุ์ แพทย์ Sasaki กล่าวว่า ประสิทธิภาพดังกล่าวทำให้ขยายการเพาะเลี้ยงผ่านการถ่ายเลี้ยงหลายรอบและเพิ่มจำนวนแบบทวีคูณได้ดี เซลล์ยังคงมีตัวบ่งชี้ของเซลล์สืบพันธุ์ แต่ไม่มีตัวบ่งชี้อื่นที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไปยังอวัยวะสืบพันธุ์

การจำลองพัฒนาการของเซลล์ต้นกำเนิดอสุจิ

ในระยะสุดท้าย เซลล์ที่เพาะในห้องปฏิบัติการพัฒนาลักษณะของเซลล์สืบพันธุ์ระยะหลัง โดยต่อยอดจากงานวิจัยของทีมเมื่อ 2020 ใน Nature Communications นักวิจัยเพาะเลี้ยงเซลล์เหล่านี้ร่วมกับเซลล์อัณฑะของหนูเป็นเวลาหนึ่งเดือน เซลล์บางส่วนกระตุ้นยีนที่เกี่ยวข้องกับเซลล์ต้นกำเนิดอสุจิระยะหลัง ซึ่งบ่งชี้ถึงพัฒนาการที่ก้าวหน้าขึ้น

แนวโน้มของการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ในหลอดทดลอง

แพทย์ Sasaki ระบุว่า การใช้การสร้างเซลล์สืบพันธุ์ในหลอดทดลองทางคลินิกมีประเด็นด้านจริยธรรม กฎหมาย และความปลอดภัย จึงจำเป็นต้องมีแบบจำลองก่อนคลินิกที่เชื่อถือได้ ก่อนพิจารณาการประยุกต์ใช้กับมนุษย์ในอนาคต

การศึกษานี้มอบแบบจำลองวิจัยไพรเมตแบบใหม่และวางรากฐานให้เทคโนโลยีการเจริญพันธุ์ การวิจัยลิงมาร์โมเสทอย่างต่อเนื่องอาจช่วยสนับสนุนความก้าวหน้าด้านชีววิทยาการสืบพันธุ์และประสาทวิทยา

ที่มา:

รวบรวมจากออนไลน์