ഡോ.പ്രസാദ് അലക്സ്

ശാസ്ത്രലേഖകൻ

..

• Facebook
• Email

ഗർഭാശയത്തിന് വെളിയിൽ വളരുന്ന നിർമ്മിതഭ്രൂണങ്ങൾ

അണ്ഡത്തിന്റെയും ബീജത്തിന്റെയും സംയോജനം പുതുജീവൻ രൂപപ്പെടുന്നതിന്റെ തുടക്കമാണ്. ലൈംഗികപ്രജനനം നടക്കുന്ന ജീവികളിലൊക്കെ ഇതാണ് വഴി. സസ്തനികളിൽ ഇങ്ങനെ സംയോജിച്ച അണ്ഡം (സിക്താണ്ഡം) ഗർഭപാത്രത്തിലാണ് വളരുന്നത്. എന്നാൽ ഇങ്ങനെ മാത്രമല്ല, പുതുജീവൻ തുടങ്ങാൻ സസ്തനികളിൽ മറ്റൊരു വഴിയുണ്ടെന്നാണ് രണ്ട് പുതിയ  വ്യത്യസ്തപഠനങ്ങൾ വെളിവാക്കുന്നത്. ഇതനുസരിച്ച് അനുയോജ്യമായ സാഹചര്യങ്ങളിൽ, മൂല കോശങ്ങൾക്ക് (stem cells) സ്വയം വിഭജിക്കാനും ഒരു ഭ്രൂണമായി ക്രമപ്പെടാനും കഴിയും.

2022 ഓഗസ്റ്റിൽ  ‘സെൽ’, ‘നേച്ചർ’ എന്നീ ശാസ്ത്രമാസികകളിൽ  പ്രസിദ്ധീകരിച്ച പഠനങ്ങളിൽ, എലിയുടെ ‘നിര്‍മ്മിത’ഭ്രൂണങ്ങൾ (synthetic embryos) വ്യതിരിക്തമായ അവയവങ്ങൾ വികസിച്ച് വരുന്ന ഘട്ടം  വരെ വളർത്തിയതായി റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യുന്നു. അവ 8.5 ദിവസം വളർന്നു മിടിക്കുന്ന ഹൃദയം, അന്നനാളക്കുഴൽ, തലച്ചോറിന്റെ വികാസം തുടങ്ങുന്ന നാഡീകോശ ഫോൾഡുകൾ ഇവയൊക്കെയുള്ള ഘട്ടത്തിലെത്തിയിരുന്നു.  മുമ്പ് റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യപ്പെട്ടതിനേക്കാൾ കാലദൈർഘ്യത്തിലും വികാസത്തിലുമുള്ള മുന്നേറ്റമാണിത്.

പക്ഷേ ഈ പ്രക്രിയ പൂർണത ആർജ്ജിച്ചില്ല. ഉപയോഗിച്ച മൂലകോശങ്ങളുടെ ഒരു ചെറിയ അംശത്തിൽ മാത്രമാണ് മുൻപറഞ്ഞ വികാസം സംഭവിച്ചത്. കൂടാതെ അങ്ങനെ സംഭവിച്ചതിൽ തന്നെ പ്രക്രിയ പൂർണ്ണമായും സ്വാഭാവിക  ഭ്രൂണങ്ങളിലേത് പോലെയായിരുന്നില്ല. എങ്കിലും ഈ പരീക്ഷണങ്ങൾ ഒരു വലിയ മുന്നേറ്റം തന്നെയാണ്. അവയവ വികസനപ്രക്രിയ ഇതുവരെ സാധ്യമല്ലാതിരുന്ന രീതിയിൽ, സൂക്ഷ്മമായി നിരീക്ഷിക്കാൻ ശാസ്ത്രജ്ഞരെ അത് സഹായിക്കും. മിഷിഗൺ സർവകലാശാലയിലെ ബയോ എഞ്ചിനീയറായ ജിയാൻപിംഗ് ഫുവിൻറെ (Jianping Fu) അഭിപ്രായത്തിൽ മുന്നേറ്റം ആവേശവും പ്രചോദനവും നൽകുന്നതാണ് . “ഈ മേഖലയിലെ അടുത്ത നാഴികക്കല്ല് മൂലകോശം (stem cell) അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ‘നിർമ്മിത’ (synthetic) മനുഷ്യ ഭ്രൂണമായിരിക്കും,” അദ്ദേഹം പറയുന്നു.

കേംബ്രിഡ്ജ് സർവകലാശാലയിലെ ഡെവലപ്പ്മെന്റൽ ആൻഡ് സ്റ്റെം-സെൽ ബയോളജിസ്റ്റായ മഗ്ദലീന സെർനിക്ക-ഗോത്സ് (Magdalena Zernicka-Goetz) ഒരു ദശാബ്ദമായി മൂലകോശവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഗവേഷണങ്ങൾക്ക് നേതൃത്വം നൽകുന്നു.

അണ്ഡ-ബീജ സംയോജനമില്ലാതെ 

കേംബ്രിഡ്ജ് സർവകലാശാലയിലെ ഡെവലപ്പ്മെന്റൽ ആൻഡ് സ്റ്റെം-സെൽ ബയോളജിസ്റ്റായ മഗ്ദലീന സെർനിക്ക-ഗോത്സ് (Magdalena Zernicka-Goetz) ഒരു ദശാബ്ദമായി ഈ മേഖലയിൽ പ്രവർത്തിച്ചു വരുന്നു. അവർ പരീക്ഷണങ്ങൾ തുടങ്ങിയത് ഭ്രൂണ മൂലകോശങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചാണ്. ആ രീതിയിൽ ഭ്രൂണ വികസനത്തിന്റെ പ്രാരംഭ ഘട്ടങ്ങൾ അനുകരിക്കാൻ കഴിഞ്ഞു. പക്ഷേ അവിടെ നിന്ന്  മുന്നോട്ട് കൊണ്ടുപോകാൻ കഴിഞ്ഞില്ല. പിന്നീട്, കുറച്ച് വർഷങ്ങൾക്ക് ശേഷം, പ്ലാസന്റയ്ക്കും  യോക്കിനും പൂര്‍വഗാമികളായ മൂലകോശങ്ങൾ ചേർത്ത് പരീക്ഷണം തുടർന്നപ്പോൾ, ഭ്രൂണങ്ങൾ കൂടുതൽ വികസിച്ചതായി സംഘം കണ്ടെത്തി. ഒരു വർഷം മുമ്പ്, ഏഴാം ദിവസം വരെ ഭ്രൂണ വികാസത്തിനും വളർച്ചയ്ക്കും ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിക്കാമെന്ന് അവർ കണ്ടെത്തി. അതിന് ശേഷം നേച്ചർ മാസികയിൽ 2022 ഓഗസ്റ്റ് 25ന് പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ഏറ്റവും പുതിയ പ്രബന്ധത്തിൽ, 8.5 ദിവസം വരെ ഭ്രൂണങ്ങളെ വളർത്തിയ രീതി  വിവരിക്കുന്നു.

ചില്ല് പാത്രങ്ങളിലെ ഭ്രൂണങ്ങൾ

ഇസ്രായേലിലെ വയ്‌സ്‌മാൻ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് സയൻസിലെ സ്റ്റെം-സെൽ ബയോളജിസ്റ്റായ ജേക്കബ് ഹന്ന വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത ഒരു സാങ്കേതികതയുടെ സഹായത്തോടെയാണ് സെർനിക്ക-ഗോത്സിന്റെ ടീം ഇത് ചെയ്തത്, വർഷങ്ങളായി ഈ മേഖലയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഹന്നയും സഹപ്രവർത്തകരും ഗർഭാശയത്തിന് പുറത്ത് കൂടുതൽ സമയം എലിയുടെ സ്വാഭാവിക ഭ്രൂണങ്ങളെ വളർത്താൻ സഹായിക്കുന്ന ഉപകരണം ഒരു വർഷം  മുമ്പ് വികസിപ്പിച്ചിരുന്നു.

5-ാം ദിവസം മുതൽ 11-ാം ദിവസം വരെ ഭ്രൂണങ്ങളെ നിലനിർത്താൻ കഴിവുള്ളതാണ് ഈ ഇൻകുബേറ്റർ. മുമ്പ് നിലവിൽ ഉണ്ടായിരുന്ന സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ഘടകങ്ങള്‍ ഇവിടെയും ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നു. ഫെറിസ്-വീൽ (ferris-wheel) പോലുള്ള സംവിധാനത്തിൽ കറങ്ങുന്ന ഗ്ലാസ് പാത്രങ്ങളിൽ ഭ്രൂണങ്ങൾ സൂക്ഷിക്കുന്നു. ഇതിനോടൊപ്പം വായുസഞ്ചാരത്തിനുള്ള സംവിധാനം കൂട്ടിച്ചേർത്തിട്ടുണ്ട്. ഈ വെൻറിലേഷൻ സിസ്റ്റം ഗ്ലാസ്സ് പാത്രങ്ങളിലേക്ക്  പോകുന്ന ഓക്സിജന്റെയും കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡിൻറെയും അളവും മർദ്ദവും നിയന്ത്രിക്കുന്നു.

കഴിഞ്ഞ വർഷം ഹന്നയുടെ പ്രബന്ധം പുറത്തുവന്നതിന് ശേഷം, ഇൻകുബേറ്ററിന്റെ സാങ്കേതികത ഭാഗികമായി, സെർനിക്ക-ഗോത് സും സഹപ്രവർത്തകരും ഉൾപ്പെടെയുള്ള മറ്റ് ഡെവലപ്മെൻറൽ, സ്റ്റെം സെൽ ബയോളജിസ്റ്റുകളുമായി പങ്കിട്ടു. “മെഷീന്റെ മസ്തിഷ്കം അത് ആവശ്യപ്പെട്ട എല്ലാവരുമായും ഞങ്ങൾപങ്കിട്ടു,” എന്നാണ് ഹന്ന പറഞ്ഞത്. സെർനിക്ക-ഗോത് സും സഹപ്രവർത്തകരും അവരുടെ പരീക്ഷണങ്ങൾക്കായി അതിൽ ചെറിയ ഭേദഗതികൾ വരുത്തി. 2022 ഓഗസ്റ്റ് 1-ന് സെല്ലിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ഒരു പേപ്പറിൽ, 8.5 ദിവസത്തേക്ക് ഭ്രൂണങ്ങൾ വളർത്താൻ അവർ എങ്ങനെ സിസ്റ്റം ഉപയോഗിച്ചുവെന്ന് ഹന്നയുടെ ടീം വിവരിക്കുന്നു. എലികളിൽ പൂർണ്ണ ഗർഭകാലം ഏകദേശം 20 ദിവസമാണ്.

അങ്ങനെ സമാനമായ സാങ്കേതിക വിദ്യകൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് രണ്ട് ഗവേഷക സംഘങ്ങളും നേട്ടം കൈവരിച്ചത്.

സിന്തറ്റിക് ഭ്രൂണവും എലിയുടെ ബീജം അണ്ഡവുമായി  ചേരുമ്പോൾ ഉണ്ടാകുന്ന സ്വാഭാവിക ഭ്രൂണങ്ങളെപ്പോലെയാണ് കാണപ്പെടുന്നത്, എങ്കിലും നൂറു ശതമാനം സമാനമല്ല. ചില വ്യത്യാസങ്ങളും ന്യൂനതകളും  അവയവ വലുപ്പത്തിൽ മാറ്റങ്ങളും ഉണ്ട്.

ചിത്രത്തിൽ എട്ടാം ദിവസത്തിൽ കാണപ്പെടുന്ന സ്വാഭാവിക ഭ്രൂണവും സിന്തറ്റിക് ഭ്രൂണവും

മസ്തിഷ്ക വികാസം 

മസ്തിഷ്ക മേഖലകൾ വികസിക്കുന്നതിനും ഹൃദയമിടിപ്പ് ആരംഭിക്കുന്നതിനും ന്യൂറൽ, ഗട്ട് ട്യൂബുകൾ രൂപപ്പെടുന്നതിനും ആ കാലഘട്ടം മതിയാകും. ഈ സിന്തറ്റിക് ഭ്രൂണങ്ങൾ എലിയുടെ ബീജം അണ്ഡവുമായി  ചേരുമ്പോൾ ഉണ്ടാകുന്ന സ്വാഭാവിക ഭ്രൂണങ്ങളെപ്പോലെയാണ് കാണപ്പെടുന്നത്, പക്ഷേ അവ നൂറ് ശതമാനം സമാനമല്ല. ചില വ്യത്യാസങ്ങളും ന്യൂനതകളും  അവയവ വലുപ്പത്തിൽ മാറ്റങ്ങളും ഉണ്ടായിരുന്നു. സെർനിക്ക-ഗോത്സിന്റെ സംഘം നടത്തിയ ഒരു പരീക്ഷണത്തിൽ മസ്തിഷ്ക വികസനത്തിൽ പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്ന Pax6 എന്ന ജീനിനെ  ഭ്രൂണവളർച്ചയ്ക്ക് ഉപയോഗിച്ച  മൂലകോശങ്ങളിൽ നിന്ന് ഒഴിവാക്കി. അപ്പോൾ ഭ്രൂണത്തിൻറെ തലകൾ ശരിയായി വികസിച്ചില്ല. പ്രസ്തുത ജീൻ ഇല്ലാത്ത സ്വാഭാവിക ഭ്രൂണങ്ങളിൽ സംഭവിക്കുന്നത് പോലെ തന്നെ ഉണ്ടായി . “സിസ്റ്റം യഥാർത്ഥത്തിൽ പ്രവർത്തനക്ഷമമാണെന്ന്” ഫലം തെളിയിക്കുന്നു, സെർനിക്ക-ഗോത്സ്  പറയുന്നു.

ഗവേഷകരെ സംബന്ധിച്ച്, ഈ നിർമ്മിത  മോഡലുകൾ അണ്ഡത്തിൽ നിന്നും ബീജത്തിൽ നിന്നും ഉണ്ടാകുന്ന പ്രകൃതിദത്ത ഭ്രൂണങ്ങളേക്കാൾ പ്രയോജനപ്രദമാണ്. ഗർഭപാത്രത്തിന് പുറത്ത് വളരുന്നതിനാൽ, അവ നിരീക്ഷിക്കാൻ വളരെ എളുപ്പവുമാണ്. ജീനോം എഡിറ്റിംഗ് ടൂളുകൾ ഉപയോഗിച്ച് അവ കൈകാര്യം ചെയ്യാനും എളുപ്പമാണ്. “നമുക്ക് വേണ്ടരീതിയിലുള്ള വ്യത്യാസങ്ങൾ വരുത്താം. ജീനുകൾ വേണമെങ്കിൽ ഒഴിവാക്കാം,” ജിയാൻപിംഗ് ഫു പറയുന്നു. ജനനവൈകല്യങ്ങളിലും ഭ്രൂണവികാസ വൈകല്യങ്ങളിലും വിവിധ ജീനുകളുടെ പങ്ക് കണ്ടെത്തുന്നതിന് ഇത്തരത്തിൽ അവ ഉപയോഗപ്രദമാക്കാം. ഗർഭധാരണം പരാജയപ്പെടുന്നത് എന്തുകൊണ്ടാണെന്ന് മനസിലാക്കാൻ ഈ മോഡൽ ഉപയോഗിച്ച് പഠിക്കാൻ സെർനിക്ക-ഗോത് സ്  പദ്ധതിയിടുന്നു.

പരീക്ഷണം മനുഷ്യരിലേക്ക് ?

എന്നാൽ പരീക്ഷണപ്രവർത്തനങ്ങൾ  മനുഷ്യരിലേക്ക് വ്യാപിപ്പിക്കുന്നത് അത്ര എളുപ്പമല്ല. ഗവേഷകർ മനുഷ്യ മൂലകോശങ്ങളെ (stem cells) ബ്ലാസ്റ്റോസിസ്റ്റുകളാക്കി (blastocysts) മാറ്റാനും ഗ്യാസ്ട്രലേഷന്റെ (gastrulation) ചില വശങ്ങൾ അനുകരിക്കാനും ശ്രമിച്ചിട്ടുണ്ട്. ആദ്യകാല ഭ്രൂണം വ്യത്യസ്തതരം  കോശങ്ങളാൽ രൂപപ്പെട്ട പാളികളായി ക്രമീകരിക്കുക്കുന്ന ഘട്ടമാണ് ഗ്യാസ്ട്രലേഷൻ. എന്നാൽ ബീജസങ്കലനത്തിനു ഏകദേശം ഒരു മാസത്തിനു ശേഷം മനുഷ്യ ഭ്രൂണത്തിലെ കോശങ്ങൾ  അവയവ രൂപീകരണ ഘട്ടത്തിലെത്തുന്നത്  ഗർഭാശയത്തിന് വെളിയിൽ പ്രാവർത്തികമാക്കുക ഒരു പ്രധാന സാങ്കേതിക വെല്ലുവിളിയാണ്. എന്നിരുന്നാലും,  ഈ രംഗത്തെ ഗവേഷകർ ശുഭാപ്തിവിശ്വസത്തിലാണ്.

എന്നിരുന്നാലും, അത്തരം മോഡലുകളുടെ ധാർമ്മികതയെക്കുറിച്ച് ഒരു തുടർ സംവാദവും ആശയസമന്വയവും ആവശ്യമാണ്. ഗവേഷകർ വലിയ എതിർപ്പുകളില്ലാതെ വർഷങ്ങളോളം മനുഷ്യ ഭ്രൂണ മാതൃകകളിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. എന്നാൽ അവയവങ്ങൾ വികസിക്കാൻ തുടങ്ങുന്ന ഭ്രൂണ മാതൃകകൾ ഉപയോഗിക്കാൻ  തുടങ്ങുമ്പോൾ ഒരു തിരിച്ചടിയുണ്ടാകാമെന്ന് ഗവേഷകർ ആശങ്കപ്പെടുന്നു.

വീഡിയോകൾ

Happy

0 0 %

Sad

0 0 %

Excited

2 33 %

Sleepy

0 0 %

Angry

0 0 %

Surprise

4 67 %