طور باحثون في جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست)، بقيادة الأستاذ المشارك مو لي ومن خلال مركز التميز للصحة الذكية التابع للجامعة، طريقة جديدة لتحسين كيفية تشكيل نماذج الأجنة المستمدة من الخلايا الجذعية والتحكم فيها، ما يتيح رؤى غير مسبوقة حول المراحل المبكرة من نمو الإنسان.

تعد هذه المراحل المبكرة من نمو الإنسان أساسية للصحة الإنجابية، ويمكن أن تؤدي الاضطرابات خلال هذه الفترة إلى العقم أو الإجهاض المبكر أو اضطرابات النمو. وعلى الرغم من عقود من البحث، لم تُفْهَم الآلية التي تبدأ وتدفع تكوين الجنين البشري بشكل تام.

لدراسة هذه العملية، استخدم فريق البحث "البلاستويدات" المشتقة من الخلايا الجذعية البشرية، وهي نماذج مخبرية تحاكي السمات الرئيسية للنمو البشري المبكر، لمراقبة العمليات التي لا يمكن الوصول إليها بخلاف ذلك في بيئة مختبرية خاضعة للتحكّم. وبالاستعانة بتقنيات تصوير متقدمة وعمليات التحليل الجزيئي، تتبّع الباحثون كيفية تشكّل التجويف مع إعادة تنظيم الخلايا.

يشار إلى أن فهم كيفية تشكل تجويف "البلاستوسيل" يُوفّر رؤية حاسمة حول كيفية تنظيم الأجنة المبكرة لنفسها في بداية الحياة.

وقال البروفيسور مو لي، الذي قاد هذا البحث في كاوست "تعتمد مراحل النمو المبكر على تنسيق دقيق بين الإشارات الجزيئية والقوى الفيزيائية. ويكشف عملنا عن الآليات الجزيئية الكامنة وراء هذا التنسيق، والتي تقود تشكّل إحدى أقدم البنى في الجنين".

ويأتي هذا البحث ضمن جهود مركز التميز للصحة الذكية في كاوست، الذي يجمع خبرات في بيولوجيا الخلايا الجذعية، والطب التجديدي، والبحوث القائمة على البيانات لتعزيز فهم صحة الإنسان.

وكشفت الدراسة كيف تُنشِئ الخلايا بنية أساسية في المراحل الأولى من تطور الإنسان:

• خلال الأيام الأولى بعد الإخصاب، تعيد مجموعة صغيرة من الخلايا تنظيم نفسها لتكوّن بنية تحتوي على تجويف مملوء بسائل يُعرف باسم "البلاستوسيل".
• حدّد الباحثون عاملاً رئيسيًا يقود هذه العملية، وهو مضخة جزيئية تُعرف باسم ( V-ATPase). ومن خلال نقل الجسيمات المشحونة داخل الخلايا، تسهم هذه المضخة في تنظيم انتقال السوائل وتراكمها بين الخلايا. ومع ازدياد السائل، يرتفع الضغط، ما يتيح تشكّل تجويف "البلاستوسيل" وتمددّه.
• تُظهر النتائج كيف تُولّد الأنشطة الجزيئية داخل الخلايا قوى فيزيائية ضرورية لتشكيل بنى الجنين المبكرة، ما يوفّر رابطًا مباشرًا بين العمليات داخل الخلية وآليات تنظيم الجنين.
• وعند تعطيل نشاط مضخة (V-ATPase)، لم يعد بالإمكان تراكم السوائل، وفشل تجويف "البلاستوسيل" في التشكّل بصورة صحيحة.

ومن خلال تحسين دقة وموثوقية نماذج الأجنة البشرية، يقدّم هذا البحث منصة قوية جديدة لدراسة هذه الحالات ودعم الأبحاث في مجال طب الإنجاب.