მეცნიერები ათწლეულებია ცდილობენ ისეთი ტექნოლოგიების შექმნას, რომლებიც მომავალში ლაბორატორიაში გაზრდილი ორგანოების გამოყენებას შესაძლებელს გახდის. სწორედ ამ მიმართულებით უკვე რა ხანია საოცარ შედეგებს აღწევენ ჩინეთში, სადაც მკვლევართა ჯგუფმა ადამიანის ემბრიონის განვითარების სრულიად ახალი მოდელი შექმნა. ნაშრომი გამოქვეყნდა ერთ-ერთ ყველაზე პრესტიჟულ სამეცნიერო ჟურნალში – Cell-ში და უკვე მიიპყრო რეგენერაციული მედიცინის სპეციალისტების ყურადღება.
კვლევის მთავარი სიახლე ე.წ. დისკური გასტრულოიდის შექმნაა disc-Gastruloid-ის შექმნაა ანუ ადამიანის ემბრიონის დისკის მოდელი, რომელიც ლაბორატორიულ პირობებში იმეორებს განვითარების იმ კრიტიკულ ეტაპს, როდესაც მომავალი ორგანოების საფუძველი ყალიბდება. ეს პერიოდი განაყოფიერებიდან დაახლოებით 14-21 დღეს მოიცავს და ბიოლოგებისთვის განსაკუთრებულ ინტერესს წარმოადგენს, რადგან სწორედ ამ დროს იწყება ემბრიონის სხეულის სამგანზომილებიანი ორგანიზაცია, წარმოიქმნება ნერვული სისტემა, მომავალი გული, საჭმლის მომნელებელი ტრაქტი და სხვა ძირითადი ორგანოების ჩანასახები. თუმცა ამ ფაზის შესწავლა დღემდე პრაქტიკულად შეუძლებელი იყო, რადგან საერთაშორისო ეთიკური სტანდარტები ადამიანის ემბრიონის 14 დღეზე მეტი ხნით კულტივირებას კრძალავს. ამიტომ მეცნიერები იძულებულნი იყვნენ, ალტერნატიული მოდელები შეექმნათ.
primitive streak
აქამდე არსებული მოდელები მხოლოდ ნაწილობრივ ასახავდა ადრეულ ემბრიონულ განვითარებას. ისინი ცალკეული უჯრედების წარმოქმნას ახერხებდნენ, თუმცა ვერ ქმნიდნენ იმ სტრუქტურას, რომელსაც primitive streak ეწოდება. სწორედ ეს არის განვითარების ის საკვანძო უბანი, საიდანაც ორგანოების ფორმირების პროცესი იწყება. მის გარეშე უჯრედები ქაოსურად ნაწილდებოდნენ და მეცნიერებს არ ჰქონდათ შესაძლებლობა დავირვებოდნენ, თუ როგორ იქმნება ადამიანის სხეულის ორგანიზებული სტრუქტურა.
ჩინეთის მეცნიერებათა აკადემიის ზოოლოგიის ინსტიტუტის მკვლევრებმა ამ პრობლემის გადასაჭრელად სრულიად განსხვავებული მიდგომა გამოიყენეს. მათ ბიოინჟინერიისა და მიკროფაბრიკაციის ტექნოლოგიების დახმარებით შექმნეს სპეციალური კულტივირების სისტემა, სადაც სხვადასხვა ტიპის უჯრედები ზუსტად იმ ადგილებზე განალაგეს, სადაც ისინი ბუნებრივ ემბრიონში უნდა აღმოჩნდნენ. შედეგად შეიქმნა გარემო, რომელიც ბუნებრივი განვითარების სივრცობრივ ორგანიზაციას მაქსიმალურად ჰგავდა. სწორედ ამან მისცა უჯრედებს საშუალება, განვითარების პროცესი ბევრად უფრო რეალისტურად გაემეორებინათ.
შედეგებმა მკვლევრებსაც კი გადააჭარბა მოლოდინს. მოდელების 80 პროცენტზე მეტმა წარმატებით გაიარა გასტრულაციის პროცესი და ჩამოაყალიბა primitive streak-ის მსგავსი სტრუქტურა. ამის შემდეგ დაიწყო ფართომასშტაბიანი უჯრედული მიგრაცია, რომელიც ნორმალური ემბრიონის განვითარების ერთ-ერთი მთავარი ნიშანია. მხოლოდ შვიდდღიანი კულტივირების განმავლობაში მეცნიერებმა ნერვული მილის ფორმირება, პრიმიტიული ნაწლავის წარმოქმნა, ასევე ფილტვის, ღვიძლისა და პანკრეასის წინამორბედი უჯრედების განვითარება დააფიქსირეს. განსაკუთრებით შთამბეჭდავი პრიმიტიული გულის კამერის ფორმირება აღმოჩნდა, რომელმაც დამოუკიდებელი რიტმული შეკუმშვებიც კი დაიწყო. ერთუჯრედული ანალიზის მიხედვით, მიღებული მოდელის უჯრედული შემადგენლობა ძალიან ჰგავდა დაახლოებით 21-დღიანი ბუნებრივი ადამიანის ემბრიონისას.
რა მნიშვნელობას ატარებს მიგნება?
ამ აღმოჩენის მთავარი მნიშვნელობა მხოლოდ ემბრიოლოგიის უკეთ გაგებაში არ მდგომარეობს. მეცნიერების საბოლოო მიზანი ე.წ. ორგანოს-ჩანასახი უჯრედების მასობრივი წარმოებაა, რომლებიც მომავალში კონკრეტული ორგანოების შესაქმნელად იქნება გამოყენებული. თეორიულად, ასეთი უჯრედებიდან შესაძლებელი იქნება დაზიანებული ქსოვილების აღდგენა და ორგანოების ნაწილობრივი რეგენერაცია, ხოლო მომავალში შესაძლოა სრულფასოვანი ორგანოების ლაბორატორიაში გაზრდაზეც მიგვიწვდებოდეს ხელი.
თუ ეს ტექნოლოგია პრაქტიკულ მედიცინაში დამკვიდრდა, ტრანსპლანტოლოგია რადიკალურად შეიცვლება. დღეს პაციენტები ხშირად თვეებსა და წლებს ელოდებიან შესაფერის დონორს. ამ ხნის განმავლობაში ბევრი მათგანი დაავადების პროგრესირების ან გართულებების გამო სიცოცხლეს კარგავს. ლაბორატორიაში შექმნილი ორგანოები მნიშვნელოვნად შეამცირებდა დონორზე დამოკიდებულებას, ხოლო თუ ისინი თავად პაციენტის უჯრედების გამოყენებით შეიქმნება, იმუნური სისტემის მიერ ორგანოს მოცილების რისკიც მნიშვნელოვნად დაიკლებს.
ამავე დროს, მკვლევრები ხაზგასმით აღნიშნავენ, რომ მათი მოდელი არ წარმოადგენს ნამდვილ ადამიანის ემბრიონს. იგი შედგება ფუნქციური უჯრედებისგან და გამოიყენება მხოლოდ განვითარების ბიოლოგიური პროცესების შესასწავლად. სწორედ ამიტომ, მათი შეფასებით, ამ ტექნოლოგიის გამოყენება გაცილებით ნაკლებ ეთიკურ პრობლემას წარმოშობს, ვიდრე რეალური ადამიანის ემბრიონების კვლევა. მიუხედავად ამისა, სპეციალისტები თანხმდებიან, რომ მსგავსი ტექნოლოგიების განვითარებას მკაფიო სამართლებრივი და ეთიკური რეგულაციები აუცილებლად უნდა ახლდეს, რათა სამეცნიერო პროგრესი საზოგადოებრივი ნდობისა და ბიოეთიკის პრინციპების დაცვით გაგრძელდეს.
მსოფლიოში ორგანოთა დეფიციტი წლიდან წლამდე იზრდება. საქართელოში ოფიციალურ მონაცემები არ არსებობს, რადგან არაფერ არ საჯაროვდება. მასშტაბებზე თუ ვისაუბრებთ, მაგალითად ჩინეთის ეროვნული ორგანოთა დონაციისა და ტრანსპლანტაციის კომიტეტის მონაცემებით, ქვეყანაში ყოველწლიურად დაახლოებით 300 000 პაციენტს სჭირდება ორგანოს გადანერგვა, თუმცა ოპერაცია 20 000-ზე ნაკლებს უტარდება. მსგავსი მდგომარეობაა მსოფლიოს მრავალ ქვეყანაშიც, სადაც არსებული რესურსები მოთხოვნას მნიშვნელოვნად ჩამორჩება. სწორედ ამიტომ რეგენერაციული მედიცინა ერთ-ერთ ყველაზე იმედისმომცემ განვითარებად მიმართულებად მიიჩნევა თუ გავითალისწინებთ იმას, რომ კლინიკურ პრაქტიკაში ლაბორატორიაში გაზრდილი ორგანოების გამოყენებამდე ჯერ კიდევ მრავალი წელი და უამრავი კვლევაა საჭირო.
მეცნიერებმა უნდა დაამტკიცონ, რომ ასეთი ორგანოები უსაფრთხოა, სრულფასოვნად ფუნქციონირებს და ადამიანის ორგანიზმში ხანგრძლივად ინარჩუნებს სიცოცხლისუნარიანობას. თუმცა ბევრი ექსპერტი უკვე მიიჩნევს, რომ ჩინელი მკვლევრების მიერ შექმნილი ემბრიონის ეს ახალი მოდელი რეგენერაციული მედიცინის განვითარების ერთ-ერთ ყველაზე მნიშვნელოვან მიღწევად შეიძლება ჩაითვალოს.
თუ მომავალში ტექნოლოგია წარმატებით განვითარდა, შესაძლოა მედიცინა სრულიად ახალ რეალობაში შევიდეს, სადაც მძიმე ორგანული უკმარისობა ავტომატურად სასიკვდილო განაჩენს აღარ ნიშნავს, ხოლო გადანერგვის მოლოდინის ნაცვლად პაციენტისთვის საჭირო ორგანოს სპეციალიზებულ ბიოლაბორატორიაში გაზრდა გახდება შესაძლებელი. დღეს ეს ჯერ კიდევ მომავლის ხედვას ჰგავს, თუმცა მეცნიერების მიერ ნათქვამი თუთოეული ახალი სიტყვა ამ მიზანს უფრო რეალურს ხდის.
