आनुवांशिकी ने मानव अंगों की शुरुआत के साथ 4 सप्ताह का एक सुअर भ्रूण उठाया

चूहे और चूहे का चिमड़ा भ्रूण (बी) और आंतरिक अंगों के सामान्य विकास को दर्शाता है: गुर्दे, हृदय, यकृत, फेफड़े, अग्न्याशय और मस्तिष्क मेजबान जीव (सी) के अंदर

प्लुरिपोटेंसी भ्रूण स्टेम कोशिकाओं की एक अद्वितीय संपत्ति है, जो किसी दिए गए भ्रूण के विकास कार्यक्रम और अन्य स्थितियों के अनुसार, 200 ज्ञात प्रकार की दैहिक कोशिकाओं में से किसी में बदल सकती है। वैज्ञानिकों ने इन कोशिकाओं को मानव भ्रूण से लेना और प्रयोगशाला में उनकी खेती करना सीखा है। कई प्रयोगों से पता चला है कि इस मामले में, प्लूरिपोटेंट कोशिकाएं किसी भी कोशिका प्रकार में अंतर करने की क्षमता रखती हैं, जिसमें शुक्राणु और अंडाणु कोशिकाएं शामिल हैं।

लेकिन प्रयोगशाला में स्टेम कोशिकाओं से पूर्ण विकसित अंग को विकसित करना बहुत मुश्किल है, क्योंकि मानव शरीर क्रिया विज्ञान को खरोंच से फिर से बनाना लगभग असंभव है। वैज्ञानिकों को अभी भी पता नहीं है कि इस तरह की सटीकता के साथ कोशिकाओं को कैसे प्रोग्राम किया जाए। हमें एक प्राकृतिक वातावरण की आवश्यकता है जहां वांछित अंग में कोशिकाओं के विकास के लिए कार्यक्रम स्वयं सक्रिय हो। एक आदर्श भ्रूण एक मानव या अंतरंग भ्रूण होगा, लेकिन इस तरह के परीक्षण कानून द्वारा निषिद्ध हैं। इसलिए, वैज्ञानिकों ने जानवरों के भ्रूणों के उपयोग के लिए एक रास्ता खोज लिया है जो शारीरिक रूप से मनुष्यों के करीब है - सूअर और मवेशी। विकसित देशों में, इन भ्रूणों पर प्रयोग अभी भी अनुमत हैं।

इस समस्या को हल करने के लिए, चिमेरे पूरी तरह से उपयुक्त हैं - जीव आनुवंशिक रूप से विषम कोशिकाओं से मिलकर। चिमेरस के अंदर, किसी अन्य जीव के अंगों को उगाया जा सकता है। सॉल्क इंस्टीट्यूट फॉर बायोलॉजिकल रिसर्च (कैलिफोर्निया) के वैज्ञानिकों के एक समूह द्वारा इस तरह के कई प्रयोग किए गए। विशेष रूप से, वे पहली बार मानव अंगों की शुरुआत के साथ एक सुअर भ्रूण के एक चिरे को बनाने में कामयाब रहे।

वैज्ञानिक दृष्टिकोण से चिमेरस बहुत ही रोचक जीव हैं। वे नैदानिक ​​परीक्षणों में और अंग प्रत्यारोपण के लिए उपयोग करने की क्षमता के साथ वैज्ञानिक अनुसंधान के लिए एक मूल्यवान उपकरण हो सकते हैं।

अब दाता अंगों के साथ स्थिति बहुत तनावपूर्ण है। उदाहरण के लिए, एक किडनी के लिए औसत प्रतीक्षा समय लगभग 10 वर्ष है। डायलिसिस पर औसत जीवनकाल 5 वर्ष है। यदि बढ़ते चिमारस की तकनीक को ध्यान में लाया जाता है, तो एक उपयुक्त गुर्दे को बहुत तेजी से विकसित किया जा सकता है, जबकि एक व्यक्ति अभी भी जीवित है।

CRISPR-Cas9 आनुवंशिक संपादन तकनीक और नवीनतम स्टेम सेल प्रसंस्करण तकनीकों का उपयोग करते हुए, वैज्ञानिकों ने सफलतापूर्वक चूहे की कोशिकाओं को भ्रूण में प्रत्यारोपित किया और चूहे के शरीर में अग्न्याशय, हृदय और आँखें - विभिन्न चूहे अंगों - को विकसित किया। इस प्रयोग ने दाता अंगों को प्राप्त करने के लिए इस तरह की विधि की वैचारिक संभावना की पुष्टि की।

शोधकर्ताओं ने तब मानव भ्रूणों और अंगों के विकास की जांच करने के लिए प्लुरिपोटेंट मानव कोशिकाओं को सुअर के भ्रूण में प्रत्यारोपित किया। आकार, शरीर विज्ञान और शरीर रचना विज्ञान में उपयुक्त अन्य जीवों में मानव अंगों की खेती पर अधिक विस्तृत शोध का यह पहला कदम है।


उनके प्लूरिपोटेंट चूहे स्टेम सेल से बरामद कोशिकाएं आनुवंशिक रूप से संशोधित माउस भ्रूण के अंदर हृदय में विकसित होती हैं

2015 में, इस्पीसुआ बेलमोन्टे के नेतृत्व में वैज्ञानिकों की एक टीम ने गैर-व्यवहार्य माउस भ्रूण में मानव कोशिकाओं के विकास की निगरानी के लिए पहला चिमरा बनाया। अब वे विशिष्ट अंगों में प्लूरिपोटेंट कोशिकाओं के विकास को निर्दिष्ट करने के लिए CRISPR-Cas9 आनुवंशिक संपादन तकनीक को लागू करके आगे बढ़ गए हैं।

आनुवांशिक संपादन CRISPR-Cas9 का उपयोग करते हुए, वैज्ञानिकों ने एक विशिष्ट अंग के विकास के लिए जिम्मेदार जीन को निष्क्रिय करके मेजबान भ्रूण को बदल दिया - उदाहरण के लिए, अग्न्याशय। फिर, सक्रिय अग्न्याशय जीन के साथ एक और जानवर (चूहे) की स्टेम कोशिकाएं भ्रूण में रखी जाती हैं। भ्रूण अपने आप में एक सरोगेट मां के शरीर में बिल्कुल सामान्य रूप से विकसित होता है, इस तथ्य के अपवाद के साथ कि उसके पास एक विदेशी अग्न्याशय है।

बिल्कुल वही प्रयोग चूहे और चूहे के चूहे - आँखों और दिल में अन्य अंगों के साथ किए गए थे। वैज्ञानिकों ने यह भी पाया कि प्लूरिपोटेंट चूहे की कोशिकाओं ने अप्रत्याशित रूप से चूहे के भ्रूण में एक पित्ताशय का गठन किया, एक अंग जो चूहों में अनुपस्थित है। यह इंगित करता है कि प्लुरिपोटेंट डोनर कोशिकाएं मेजबान जीव से दृढ़ता से प्रभावित होती हैं और इसके विकास कार्यक्रमों को अपनाती हैं।

हालांकि, सुअर में मानव अंग को उठाना आसान नहीं होगा। वैज्ञानिक बहुत सी कठिनाइयों पर ध्यान देते हैं जो कि मनुष्यों और सूअरों जैसे बहुत भिन्न जीवों को पार करते समय उत्पन्न होती हैं। आनुवांशिक रूप से संबंधित जीवों में अंगों के बढ़ने पर ऐसी कठिनाइयां अनुपस्थित हैं। उदाहरण के लिए, एक व्यक्ति और एक सुअर में, भ्रूण की गर्भधारण अवधि बहुत भिन्न होती है (एक सुअर में, 112 दिन)।

हालांकि, सूअर के भ्रूण में मानव अंगों के साथ एक प्रयोग किया गया था। मानव ऊतकों के अग्रदूतों को भ्रूण के चार सप्ताह की उम्र तक बनाया और विकसित करना शुरू कर दिया, हालांकि चूहे और माउस चिमेरस जैसी सफलता दर के साथ नहीं। कोशिकाओं की केवल एक छोटी संख्या बची - और वे स्पष्ट रूप से कुछ व्यवहार्य में विकसित नहीं हुए। प्रौद्योगिकी की सुरक्षा और प्रभावशीलता का मूल्यांकन करने के लिए प्रयोग को रोक दिया गया था।


जब एक औद्योगिक पैमाने पर बढ़ते चिमरस, लोग बड़े पैमाने पर प्रत्यारोपण के लिए अंग की कमी की समस्या को हल कर सकते हैं। लाखों सूअर को मानव जिगर, अग्न्याशय और गुर्दे के साथ उठाया जा सकता है।

वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि चिमेरस के साथ अनुसंधान का अंतिम लक्ष्य औद्योगिक पैमाने पर मानव अंगों और ऊतकों की खेती हो सकता है, लेकिन यह एक बहुत दूर की संभावना है। आने वाले वर्षों में, इस क्षेत्र में अनुसंधान व्यावहारिक महत्व के बजाय सैद्धांतिक है। वे मानव भ्रूण के विकास की बेहतर समझ देंगे और कुछ बीमारियों का अध्ययन करने में मदद करेंगे जो अन्यथा अध्ययन नहीं कर सकते हैं।

वैज्ञानिक कार्य 26 जनवरी, 2017 को जर्नल सेल (doi: 10.1016 / j.cell.2016.12.036) में प्रकाशित हुआ था।

निकट भविष्य में, अनुसंधान जारी रहेगा यदि अधिकारियों ने उन पर प्रतिबंध नहीं लगाया। हाल ही में, एक रूढ़िवादी प्रकृति के धार्मिक और सार्वजनिक संगठन इस तरह के प्रयोगों का विरोध करते रहे हैं ।