أعلنت شركة التكنولوجيا الحيوية "Paterna Biosciences" ومقرها يوتا، يوم الخميس، أنها نجحت في زراعة حيوانات منوية بشرية وظيفية في بيئة مخبرية واستخدمت هذه الحيوانات المنوية المزروعة لتخصيب البويضات، مما أنتج أجنة تبدو بصحة جيدة. يمكن أن يوفر هذا التطور في النهاية مسارًا قابلاً للتطبيق للرجال الذين يواجهون أنواعًا معينة من العقم لإنجاب أطفال بيولوجيين، وهو هدف سعى إليه العلماء لما يقرب من قرن، وفقًا لبيانات الشركة. وتمثل هذه النتائج، على الرغم من أنها لم تخضع بعد لمراجعة الأقران المستقلة، خطوة مهمة في الطب الإنجابي.
حققت Paterna Biosciences هذا الإنجاز عن طريق عزل الخلايا الجذعية المنتجة للحيوانات المنوية من أنسجة الخصية. ثم طورت الشركة طريقة لرعاية هذه الخلايا في طبق، وحثها على أن تصبح حيوانات منوية مكتملة النمو. تعالج هذه العملية المعقدة بشكل مباشر تحديًا طويل الأمد في علم الإنجاب، وهو مجال شهد محاولات العلماء لإنتاج الحيوانات المنوية خارج الجسم، وهي تقنية تُعرف باسم تكوين الحيوانات المنوية في المختبر (in vitro spermatogenesis)، لما يقرب من 100 عام.
أوضح الرئيس التنفيذي للشركة، ألكسندر باستوشاك، وهو أخصائي مسالك بولية معتمد وأستاذ مشارك في كلية الطب بجامعة يوتا، أن فريقه حدد الإشارات الجزيئية الدقيقة اللازمة لتوجيه هذه الخلايا الجذعية خلال عملية النضج. هذه رحلة بيولوجية معقدة. تستغرق عملية تكوين الحيوانات المنوية الطبيعية في الجسم ما يزيد قليلاً عن شهرين.
تتضمن العملية عدة مراحل متميزة داخل الأنابيب الملتفة بإحكام في الخصيتين. تخضع الخلايا الجذعية أولاً للانقسام الاختزالي، وتنقسم لتكوين خلايا تحتوي على 23 كروموسومًا. خلال هذه المرحلة، تطور الحيوانات المنوية أيضًا تركيبها المميز للذيل والرأس، وهو أمر ضروري للحركة.
ثم تنتقل إلى قسم آخر من الخصيتين لاكتساب القدرة على الحركة. أخيرًا، ينقل الوعاء الناقل الحيوانات المنوية الناضجة للإفراز. وقال باستوشاك لرويترز: "هناك آليات تحكم صارمة للغاية في كل خطوة من هذه الخطوات". "لقد اكتشفنا التعليمات اللازمة لتعليم هذه الخلايا الجذعية لتصبح حيوانات منوية ناضجة وطبيعية." يمثل هذا إنجازًا بيولوجيًا مهمًا. تاريخيًا، أثبت إنتاج حيوانات منوية بشرية قابلة للحياة في المختبر أنه أصعب بكثير مما هو عليه بالنسبة للأنواع الأخرى.
نجح فريق بحث ياباني لأول مرة في إنتاج حيوانات منوية فئران قابلة للحياة في بيئة مخبرية عام 2011. وبينما زعمت شركة تكنولوجيا حيوية فرنسية أخرى، Kallistem، تحقيق تكوين الحيوانات المنوية في المختبر عام 2015، شكك بعض الباحثين الخارجيين في التطور الكامل للحيوانات المنوية. كما أن تلك الشركة لم تقدم دليلاً على أن الحيوانات المنوية المصنعة في المختبر يمكنها تخصيب البويضات.
يختلف نهج Paterna. لقد استكشفوا في البداية زراعة أنابيب الخصية بأكملها لكنهم وجدوا أن رعاية الخلايا الجذعية فقط أكثر فعالية. استخدم فريقهم البيولوجيا الحاسوبية للتنبؤ بالإشارات الجزيئية الحاسمة في كل مرحلة من مراحل تطور الحيوانات المنوية، ثم اختبروا مجموعات مختلفة من الجزيئات لتحفيز هذه المراحل حتى وجدوا المزيج الأمثل.
لقد كان هذا جهدًا مضنيًا. وصف لاري ليبشولتز، أستاذ المسالك البولية في كلية بايلور للطب، والذي لا ينتمي إلى Paterna، هذا التطور بأنه "ضخم". وأشار إلى الصعوبة الطويلة الأمد في تحديد عوامل النمو الضرورية لتحفيز الخلايا الجذعية على النضوج لتصبح حيوانات منوية. وأوضح ليبشولتز: "لم يفهم الناس، أو لم يكتشفوا أبدًا، ما هي عوامل النمو التي يجب توفيرها لهذه الخلايا لجعلها تصبح حيوانات منوية ناضجة. يبدو أنهم حددوا هذه المواد".
تؤكد تعليقاته اعتراف المجتمع العلمي بالتعقيد الذي ينطوي عليه هذا الإنجاز البيولوجي. الآثار المترتبة على العائلات كبيرة. تساهم العوامل الذكورية في ما يقرب من نصف حالات العقم في جميع أنحاء العالم.
تتراوح هذه المشكلات من انخفاض عدد الحيوانات المنوية وشكل الحيوانات المنوية غير الطبيعي إلى ضعف حركتها. وتشكل مجموعة صعبة بشكل خاص 10 إلى 15 بالمائة من الرجال المصابين بالعقم الذين يعانون من غياب كامل للحيوانات المنوية في قذفهم. بالنسبة لهؤلاء الأفراد، كانت خيارات إنجاب أطفال بيولوجيين محدودة للغاية.
يشير باستوشاك إلى أنه بينما لا ينتج هؤلاء الرجال حيوانات منوية، فإنهم غالبًا ما يمتلكون الخلايا الجذعية التي تنشأ منها الحيوانات المنوية. وتشير الأبحاث من Paterna ومجموعات أخرى إلى أن المشكلة غالبًا لا تكمن في الخلايا الجذعية نفسها، بل في البيئة الدقيقة المحيطة التي تدعم تطورها. من خلال تكرار بيئة صحية في المختبر، تهدف Paterna إلى إنتاج حيوانات منوية صحية.
يوفر هذا مسارًا جديدًا للأمل. إن العبء العاطفي للعقم على الأفراد والأزواج هائل. وقد سلط رايان فلانيغان، وهو جراح متخصص في استخراج الحيوانات المنوية في مركز فانكوفر للبروستاتا في كندا، والذي لا يشارك مع Paterna، الضوء على هذا العبء. صرح فلانيغان: "ترى العبء العاطفي والتأثير على هؤلاء الأفراد والأزواج".
تشمل العلاجات الحالية للرجال الذين يعانون من انخفاض كمية الحيوانات المنوية أو جودتها بعض الأدوية، والتلقيح داخل الرحم (IUI)، والتخصيب في المختبر التقليدي (IVF). ومع ذلك، بالنسبة للرجال الذين لا ينتجون أي حيوانات منوية على الإطلاق، يصبح نطاق العلاج أضيق بكثير. غالبًا ما تتضمن الخيارات المتاحة لهم إجراءً جراحيًا للبحث عن الحيوانات المنوية مباشرة داخل أنسجة الخصية.
تتطلب هذه الجراحة تخديرًا عامًا ويمكن أن تستمر لمدة تصل إلى أربع ساعات، اعتمادًا على مدى سرعة تحديد موقع الحيوانات المنوية. وحتى مع هذه الإجراءات الغازية، يفشل الجراحون في العثور على الحيوانات المنوية في نسبة كبيرة من الحالات. وهذا واقع صعب للعديد من العائلات.
تسعى تقنية Paterna إلى استبدال هذه العملية الجراحية الغازية. بدلاً من ذلك، ستتطلب فقط خزعة صغيرة من أنسجة الخصية، والتي يمكن إجراؤها في عيادة الطبيب. ثم يتم إرسال هذا النسيج إلى Paterna لإجراء تكوين الحيوانات المنوية في المختبر.
تخطط الشركة لتسعير الإجراء بين 5 آلاف و 12 ألف دولار. هذه التكلفة، على الرغم من أنها قد تغير حياة العائلات، تثير تساؤلات فورية حول إمكانية الوصول. أقر جاستن دوبين، أخصائي المسالك البولية ومدير صحة الرجال الجنسية في معهد بابتيست هيلث ميامي للسرطان، بالإثارة المحيطة بتقدم Paterna لكنه حذر من التكلفة كعامل مقيد. لاحظ دوبين: "نحن نتوصل إلى العديد من الخيارات المذهلة في رعاية الخصوبة، ومع ذلك فإن العديد منها لا يغطيه التأمين".
بالنسبة للعديد من العائلات العاملة، قد يعني هذا الفرق بين تحقيق حلم ومواجهة حزن مستمر. تقول السياسة شيئًا واحدًا عن التقدم الطبي؛ ويقول واقع التغطية التأمينية شيئًا آخر للكثيرين. وبعيدًا عن حالات العقم الحالية، اقترح فلانيغان أن تقنية Paterna يمكن أن تفيد أيضًا الأولاد الذين يخضعون للعلاج الكيميائي لعلاج السرطان قبل سن البلوغ.
توجد الخلايا الجذعية المكونة للحيوانات المنوية منذ الولادة. وقد كان لدى مرضى السرطان الصغار خيار تجميد وحفظ أنسجة الخصية لسنوات، لكن إعادة زرعها لا يزال تجريبيًا. لم يتم الإبلاغ عن أي ولادات باستخدام هذه الطريقة.
يمكن أن يوفر نهج Paterna القائم على المختبر مسارًا أكثر مباشرة للحفاظ على الخصوبة المستقبلية لهؤلاء الناجين. وهذا يوسع التأثير المحتمل للبحث بشكل كبير. تركز جهود بحثية أخرى في هذا المجال على الخلايا الجذعية المحفزة متعددة القدرات (iPSCs)، وهي خلايا جلد أو دم معاد برمجتها إلى حالة شبيهة بالجنين.
يمكن بعد ذلك توجيه هذه الخلايا الجذعية المحفزة متعددة القدرات لتصبح أي نوع من الخلايا، بما في ذلك الحيوانات المنوية أو البويضات. وقد نجح العلماء في إنشاء حيوانات منوية وبويضات وظيفية من الخلايا الجذعية الفأرية متعددة القدرات، مما أدى إلى نسل سليم. هذه التقنية، المعروفة باسم تكوين الأمشاج في المختبر (IVG)، يمكن أن تسمح نظريًا للأزواج من نفس الجنس بإنجاب أطفال بيولوجيين عن طريق توليد الأمشاج من عينة جلد.
على النقيض من ذلك، تبدأ طريقة Paterna مباشرة بالخلايا الجذعية الخصوية الموجودة. وقد أبلغت Paterna عن معدل نجاح مرتفع في توليد الحيوانات المنوية من عشرات عينات الأنسجة. وتشير الاختبارات المبكرة إلى أن الحيوانات المنوية المصنعة في المختبر تبدو "مطابقة تمامًا" للحيوانات المنوية المنتجة بشكل طبيعي.
الإجراء ليس جاهزًا بعد للاستخدام في بدء الحمل. وللتحقق من صحة الحيوانات المنوية المصنعة في المختبر، أنشأت Paterna أجنة كاختبار أولي. وتخطط الشركة الآن لدراسة أكبر وأكثر شمولاً تشمل الرجال الذين يعانون من العقم.
ستتضمن هذه الدراسة استخراج الحيوانات المنوية من قذفهم أو أنسجة الخصية، واستخدام طريقة Paterna لتوليد حيوانات منوية إضافية. ثم ستقارن الأبحاث معدلات الإخصاب بين الحيوانات المنوية المستخرجة والمصنعة في المختبر، وتحلل الأجنة الناتجة بحثًا عن تشوهات جسدية وجينية. أكد باستوشاك: "سيخبرنا ذلك بالكثير فيما يتعلق بفعالية وسلامة النهج. سيخبرنا ما إذا كانت هناك أي طفرات ناتجة عن عملية المختبر".
هذا التحقق الدقيق أمر بالغ الأهمية. صرح دوبين، مؤكدًا التحدي المجتمعي الأوسع: "إنه إجحاف كبير بحق مرضانا، وبحق سكان العالم، بعدم تزويد الناس بالوسائل اللازمة لتحقيق الأسرة التي يرغبون فيها". ما يعنيه هذا حقًا لعائلتك هو أن أي اختراق علمي، مهما كان واعدًا، يواجه عقبات كبيرة قبل أن يصبح متاحًا على نطاق واسع. فتكلفة مثل هذه العلاجات المتطورة غالبًا ما تجعلها بعيدة عن متناول الكثيرين.
يسلط هذا التفاوت الضوء على توتر مستمر بين الابتكار الطبي والوصول العادل إلى الرعاية الصحية. تتضمن الخطوات التالية لـ Paterna الانتقال نحو التجارب السريرية لبدء الحمل، والتي يمكن أن تبدأ في وقت مبكر من العام المقبل، إذا أسفرت دراسات التحقق الخاصة بهم عن نتائج إيجابية. ثم سيدقق المنظمون في بيانات السلامة والفعالية عن كثب.
ترقبوا الإعلانات المتعلقة بهذه التجارب البشرية والنتائج الأولية من دراساتهم الشاملة. ستحدد هذه النتائج الوتيرة التي تنتقل بها هذه التكنولوجيا من نجاح مخبري إلى حل عملي للعائلات التي تواجه العقم. كما ستتكثف المحادثات حول التغطية التأمينية، لتحديد من يمكنه حقًا الاستفادة من هذا العلم الجديد. - تزعم Paterna Biosciences أنها زرعت حيوانات منوية بشرية وظيفية في المختبر من الخلايا الجذعية الخصوية. - نجحت الحيوانات المنوية المزروعة في المختبر في تخصيب البويضات، مما أنتج أجنة تبدو بصحة جيدة. - يمكن أن توفر هذه التكنولوجيا خيارات جديدة للرجال الذين يعانون من غياب كامل للحيوانات المنوية، وهي نسبة كبيرة من حالات العقم عند الذكور. - قد تحد التكاليف المرتفعة، المقدرة بين 5 آلاف و 12 ألف دولار، من إمكانية الوصول دون تغطية تأمينية.
لماذا يهم
يمثل هذا التطور تحولًا محتملاً في كيفية معالجة العقم عند الذكور، متجاوزًا استخراج الحيوانات المنوية الجراحي الغازي أو الاعتماد على الحيوانات المنوية المانحة. ومع ذلك، فإن نقطة السعر المرتفعة تعني أن إمكاناته التحويلية قد تقتصر في البداية على أولئك الذين لديهم موارد مالية كبيرة أو تغطية تأمينية قوية. وهذا يثير أسئلة مهمة حول العدالة في الوصول إلى تقنيات الإنجاب المتقدمة، وهي أسئلة ستشكل المشهد المستقبلي لرعاية الخصوبة للعائلات عبر الأطياف الاقتصادية.
النقاط الرئيسية
— - تزعم Paterna Biosciences أنها زرعت حيوانات منوية بشرية وظيفية في المختبر من الخلايا الجذعية الخصوية.
— - نجحت الحيوانات المنوية المزروعة في المختبر في تخصيب البويضات، مما أنتج أجنة تبدو بصحة جيدة.
— - يمكن أن توفر هذه التكنولوجيا خيارات جديدة للرجال الذين يعانون من غياب كامل للحيوانات المنوية، وهي نسبة كبيرة من حالات العقم عند الذكور.
— - قد تحد التكاليف المرتفعة، المقدرة بين 5 آلاف و 12 ألف دولار، من إمكانية الوصول دون تغطية تأمينية.
المصدر: Wired
