वैज्ञानिकों ने दर्जनों मानव स्टेम कोशिकाओं को बंदर भ्रूण के विकास में इंजेक्ट किया, और परिणामस्वरूप संकर प्रयोगशाला व्यंजनों में 20 दिनों तक जीवित रहे।
ये मानव-बंदर भ्रूण किसी दिन मानव रोग, भ्रूण के विकास और बुढ़ापे के लिए सहायक मॉडल के रूप में काम कर सकते हैं, अध्ययन लेखकों ने एक नई रिपोर्ट में नोट किया, 15 अप्रैल को पत्रिका में प्रकाशित सेल। भ्रूण में मानव और पशु कोशिकाओं की बातचीत को ज़ूम करके, वैज्ञानिक यह भी सीख सकते थे कि कैसे मानव कोशिकाओं को पशु कोशिकाओं के बीच जीवित रहने में मदद की जा सकती है, संभवतः जीवित पशु मॉडल में मानव अंगों को विकसित करने के प्रयास को आगे बढ़ा सकते हैं।
इस तरह के अध्ययन मानव जीव विज्ञान में एक खिड़की की पेशकश करेंगे जो अन्यथा मनुष्यों पर प्रयोग करने की आवश्यकता होगी, ऐसे अध्ययन वर्तमान में असंभव बनाते हैं। बेशक, मानव-पशु चिमेरस का विकास – ऐसे जीव जिनमें दो या अधिक प्रजातियों से कोशिकाएं होती हैं – अपने स्वयं के नैतिक चिंताओं को उठाता है, विशेष रूप से इस संबंध में कि कब तक ऐसे भ्रूणों को विकसित करने की अनुमति दी जानी चाहिए।
अतीत में, वैज्ञानिकों ने मानव को शामिल करने का प्रयास किया है मूल कोशिका जांच सूअर तथा भेड़ प्रत्यारोपण सर्जरी में उपयोग के लिए पशुधन में बढ़ते मानव अंगों के अंतिम लक्ष्य के साथ भ्रूण, आदि। विज्ञान पत्रिका ने रिपोर्ट की। लेकिन बहुत कम मानव कोशिकाएँ प्रयोगों से बचीं।
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जीवित रहने की दर इस तथ्य के कारण हो सकती है कि सूअर और भेड़ मनुष्यों के साथ निकटता से संबंधित नहीं हैं, विकासवादी रूप से बोल रहे हैं, वरिष्ठ लेखक जुआन कार्लोस इज़पिसुवा बेलमोन्टे, ला जोला, कैलिफोर्निया में सल्क इंस्टीट्यूट फॉर बायोलॉजिकल स्टडीज के एक प्रोफेसर ने लाइव साइंस को बताया एक ईमेल में उदाहरण के लिए, सूअर और इंसान 90 मिलियन वर्षों से एक-दूसरे से विचरण कर रहे हैं, जब उन्होंने आखिरी बार एक आम पूर्वज को साझा किया, तो उन्होंने कहा।
क्योंकि शोधकर्ताओं ने नए अध्ययन में बंदरों का इस्तेमाल किया, “विकासवादी दूरी छोटी है, और यह चिंरा में मानव स्टेम कोशिकाओं के एकीकरण की अधिक सापेक्ष दक्षता का कारण हो सकता है,” उन्होंने लाइव साइंस को बताया। मानव से जुटाए गए नए आंकड़े-बंदर Izpisúa Belmonte ने कहा कि भ्रूण बेहतर दूर से संबंधित जानवरों में मानव कोशिकाओं को बेहतर तरीके से विकसित करने के बारे में संकेत दे सकता है।
हालांकि इस शोध की रेखा चिकित्सा विज्ञान में रोमांचक प्रगति का कारण बन सकती है, येल यूनिवर्सिटी स्कूल ऑफ मेडिसिन के स्टेम सेल जीवविज्ञानी अलेजांद्रो डी लॉस एंजिल्स ने कहा, जो अध्ययन में शामिल नहीं थे।
“लॉस-एंजिल्स ने लाइव साइंस को एक ईमेल में बताया,” मानव-पशु चिमेरों के साथ मुख्य चिंताओं में से एक यह है कि क्या चिमेरों का ‘मानविकीकरण’ होगा, उदाहरण के लिए, क्या इस तरह के चिमेर मानव-संज्ञान प्राप्त करते हैं। हालांकि, ये चिंताएं नए प्रयोग पर लागू नहीं होती हैं, यह देखते हुए कि भ्रूण को केवल एक सीमित समय के लिए विकसित करने की अनुमति दी गई थी और एक गर्भाशय में प्रत्यारोपित नहीं किया गया था, उन्होंने कहा। लेकिन भविष्य के अध्ययन के लिए, “यह चर्चा करना महत्वपूर्ण होगा कि कब तक प्रयोगों को जाने दिया जाना चाहिए,” उन्होंने कहा।
बंदर और मानव कोशिकाओं का मिश्रण
मानव-बंदर भ्रूण का उत्पादन करने के लिए, शोधकर्ताओं ने पहले एकत्र किया oocytes – अंडे की कोशिकाओं को परिपक्व करने के लिए एक अग्रदूत – सिनोमोलगस मैकास (मकाका फासिस्टलिस), कोशिकाओं को संस्कृति में परिपक्व किया और फिर उन्हें निषेचित करने के लिए मैकाक शुक्राणु के साथ इंजेक्ट किया। छह दिनों के बाद, निषेचित कोशिकाओं को अतिरिक्त कोशिकाओं में विभाजित किया गया और फिर खोखले क्षेत्रों में इकट्ठा किया गया, जिन्हें ब्लास्टोसिस्ट के रूप में जाना जाता है; एक सामान्य में गर्भावस्था, ब्लास्टोसिस्ट गर्भाशय में प्रत्यारोपित होगा और बाद में पूर्ण विकसित भ्रूण को जन्म देगा।
इस प्रयोग में, टीम ने विकासशील बंदर ब्लास्टोसिस्ट को प्रयोगशाला व्यंजनों में स्थानांतरित कर दिया और उनके पारदर्शी बाहरी कोटिंग को हटाने के लिए एक लेजर का उपयोग किया, जिसे ज़ोना पेलुसीडा कहा जाता है। एक बरकरार ज़ोना पेलुसीडा के बिना, ब्लास्टोसिस्ट लैब डिश से जुड़े होते हैं, जिन्हें कुछ हद तक नकल करते हैं, वे गर्भाशय की दीवार में कैसे प्रत्यारोपण करेंगे। टीम ने तब सह-लेखक वेइज़ी जी और उनकी प्रयोगशाला द्वारा विकसित एक तकनीक लागू की जो बंदर के भ्रूण को जीवित रहने में सक्षम बनाती है मातृ शरीर के बाहर 20 दिन; इस तकनीक में कोशिकाओं के आसपास के संस्कृति समाधान के लिए मिनट समायोजन करना शामिल है।
यहां तक कि, स्थिति पूरी तरह से दोहराती नहीं है कि एक जीवित जीव में पाया गया, इज़िपिसुआ बेलमॉंट ने कहा। “यह … न केवल बंदर भ्रूण के विकास पर, बल्कि दाता मानव कोशिकाओं पर भी प्रभाव पड़ेगा,” उन्होंने कहा।
“इन विचारों के बावजूद, यह वास्तव में आश्चर्यजनक है कि कई भ्रूण समय की विस्तारित अवधि के लिए विकसित हुए हैं,” इज़िपिसुआ बेलमोन्टे ने कहा।
बंदर कोशिकाओं को निषेचित करने के छह दिन बाद, शोधकर्ताओं ने प्रत्येक ब्लास्टोसिस्ट में 25 मानव स्टेम कोशिकाओं को इंजेक्ट किया। विस्तारित प्लुरिपोटेंट स्टेम (ईपीएस) कोशिकाएं कहलाने वाली ये कोशिकाएं भ्रूण के ऊतकों और “एक्सट्राब्रायोनिक” ऊतकों में अंतर कर सकती हैं, जो पोषण की आपूर्ति और अपशिष्ट को हटाकर विकासशील भ्रूण का समर्थन करते हैं।
सभी 132 भ्रूणों में आरोपण के एक दिन बाद भी मानव कोशिकाएं थीं, लेकिन लैब के व्यंजनों में केवल 111 भ्रूण ही सफलतापूर्वक जुड़े थे। इनमें से 103 भ्रूण निषेचन के बाद 10 दिन तक जीवित रहे। प्रयोग के अंत तक केवल तीन जीवित भ्रूणों को छोड़कर उनकी संख्या 15 और 19 के बीच कम हो गई।
बचे हुए आधे से अधिक भ्रूण में अभी भी 9 दिन मानव कोशिकाएं होती हैं, और लगभग एक तिहाई अभी भी दिन में मानव कोशिकाएं होती हैं। ये मानव कोशिकाएं आंतरिक कोशिका द्रव्यमान में एकीकृत होती हैं, ब्लास्टोसिस्ट का हिस्सा जो भ्रूण को जन्म देता है, जर्दी थैली और अमानियन (एक सुरक्षात्मक झिल्ली)। मानव कोशिकाओं की संख्या जो अब तक बची थी, पिछले अध्ययन में देखी गई थी, जिसमें इज़िसिसुआ बेलमोन्टे और उनके सहयोगियों सुअर भ्रूण में मानव कोशिकाओं को इंजेक्ट किया।
अगले कदम और नैतिक विचार
पूरे प्रयोग के दौरान मानव स्टेम सेल कितने जीवित रहे, इस पर नज़र रखने के अलावा, टीम ने यह भी विश्लेषण किया कि किस जीन ने विकास के दौरान काइमेरिक भ्रूण में स्विच किया, और कौन से प्रोटीन का उत्पादन किया। टीम ने अनछुए बंदर भ्रूणों के एक सेट से एक ही डेटा एकत्र किया, यह देखने के लिए कि क्या चीमरिक भ्रूण में जीन की अभिव्यक्ति अलग-अलग दिखाई देती है।
“लेखक … बंदर भ्रूण में मानव कोशिकाओं की शुरूआत के बाद बंदर कोशिकाओं में हुए कुछ परिवर्तनों का अवलोकन किया,” डी लॉस एंजिल्स ने लाइव साइंस को बताया। “मानव और बंदर कोशिकाओं के बीच कुछ क्रॉस-टॉक था।”
अनछुए भ्रूण की तुलना में, काइमरिक भ्रूण ने अतिरिक्त जीन पर स्विच किया और प्रोटीन के एक अलग सूट का निर्माण किया, लेखकों ने पाया। वे कहते हैं कि इन जीनों और प्रोटीनों में से कुछ बंदर और मानव कोशिकाओं के बीच “संचार” में शामिल हो सकते हैं, और संचार की ये लाइनें मानव कोशिकाओं के लंबे समय तक जीवित रहने की कुंजी हो सकती हैं, इज़िपिसुआ बेलमोन्टे ने कहा।
आगे देखते हुए, टीम ने इन संचार मार्गों का अध्ययन करने की योजना बनाई है “यह निर्धारित करने के लिए कि इस प्रक्रिया की सफलता के लिए कौन से महत्वपूर्ण हैं,” इज़िपिसुआ बेलमॉंट ने कहा। अगर इन आणविक परिवर्तनों को अन्य प्रजातियों, जैसे सूअरों में दोहराया जा सकता है, तो इससे इन जानवरों में मानव ऊतकों और अंगों के बढ़ने के प्रयासों में सुधार हो सकता है, उन्होंने कहा।
जब काइमरिक भ्रूण के भविष्य के बारे में सोचते हैं, तो वैज्ञानिक नैतिकता को चर्चा में प्रवेश करना चाहिए, हेनरी ग्रीली, स्टैनफोर्ड के सेंटर फॉर लॉ एंड द बायोसाइंसेज के निदेशक और नीता फराहानी, ड्यूक की पहल के विज्ञान और समाज के निदेशक, ने एक में लिखा। नए अध्ययन की टिप्पणी। ये भ्रूण, अपनी प्रकृति से, जानवरों में मानव कोशिकाओं और ऊतकों के प्रत्यक्ष प्रत्यारोपण की तुलना में विभिन्न चिंताओं को उठाते हैं, उन्होंने लिखा।
प्रत्यक्ष प्रत्यारोपण के साथ, शोधकर्ता यह अनुमान लगा सकते हैं कि प्रत्यारोपित ऊतक बड़े जानवर में कैसे एकीकृत होंगे और यह निर्धारित कर सकते हैं कि क्या प्रत्यारोपण मस्तिष्क और गोनैड जैसे चिंता के क्षेत्र में प्रवेश कर सकता है, उन्होंने लिखा। लेकिन एक काइमरिक भ्रूण में, मानव कोशिकाओं को संभवतः पूरे जीव में शामिल किया जा सकता है, यह मानते हुए कि भ्रूण को कुछ समय के लिए विकसित करने की अनुमति है।
नए प्रयोगों में, “यहां भ्रूण को एक गर्भाशय में स्थानांतरित नहीं किया गया था, और इस प्रकार जीवित काइमरिक जानवरों या यहां तक कि भ्रूणों को जन्म नहीं दे सकता था,” और एक गर्भ में पूर्ण रूप से विकसित चिमारे इस शोध का दीर्घकालिक लक्ष्य नहीं है, उन्होंने नोट किया। डी-लॉस एंजिल्स ने कहा, “मानव-वानर भ्रूण का प्रत्यारोपण नैतिक रूप से विवादास्पद होगा और इस तरह के प्रयोगों से आगे बढ़ने से पहले वैज्ञानिकों, नैतिकतावादियों और जनता द्वारा चर्चा की आवश्यकता होगी।”
इसके अतिरिक्त, वैज्ञानिकों को भविष्य के चिंराट अनुसंधान में शामिल जानवरों के कल्याण पर गंभीरता से विचार करने की आवश्यकता होगी, विशेष रूप से गैर-मानव प्राइमेट्स की, और मनुष्यों के लिए संभावित जोखिमों और लाभों को भी समझेगी, ग्रीली और फ़ारैनी ने लिखा है। विज्ञान, इंजीनियरिंग और चिकित्सा के राष्ट्रीय अकादमियों हाल ही में एक रिपोर्ट जारी की के उपयोग के लिए नैतिक विचारों की रूपरेखा मानव मस्तिष्क या चिमेरस में तंत्रिका ऊतक, लेकिन व्यापक रूप से चिमेरिक भ्रूण के आसपास थोड़ी चर्चा होती है, उन्होंने नोट किया।
अब यह संभव है कि मानव-प्राणपोषक भ्रूणों को विस्तारित अवधि के लिए विकसित किया जाए, ये चर्चा बाद में होने के बजाय जल्द ही होनी चाहिए।
मूल रूप से लाइव साइंस पर प्रकाशित।
