بافت جداشده از یک خیار دریایی قابلیت زنده ماندن را دارد!

به گزارش مجله خبری نگار/آنا،پژوهشگران «دانشگاه مموریال نیوفاندلند» (Memorial University of Newfoundland) و «آزمایشگاه علوم اقیانوسی بیگلو» (Bigelow Laboratory) زمانی به این کشف رسیدند که متوجه شدند قطعات بافتی جداشده از پای لوله‌ای یک خیار دریایی آب‌های سرد (Psolus fabricii) برخلاف انتظار، پس از چند هفته تجزیه نشده‌اند. همین مشاهده اولیه باعث شد آنها مجموعه‌ای از آزمایش‌های بلندمدت را طراحی کنند تا بررسی کنند آیا این بافت‌ها واقعا همچنان فعال و زنده هستند یا نه.

در این آزمایش‌ها، بخش‌های کوچکی از پاها، دیواره بدن و شاخک‌های خیار دریایی در آب طبیعی و غیر استریل دریا قرار داده شدند؛ محیطی که به گفته پژوهشگران، از نظر تنوع میکروبی یکی از «غیراستریل‌ترین» شرایط ممکن برای یک آزمایش زیستی محسوب می‌شود. با این حال، این بافت‌ها نه‌تنها دچار عفونت و تجزیه نشدند، بلکه برای بیش از سه سال فعال باقی ماندند، سلول‌هایشان تنوع پیدا کرد، ساختارشان دوباره سازمان‌دهی شد و حتی واکنش ایمنی فعال از خود نشان دادند.

دانشمندان دریافتند این بافت‌ها با وجود نداشتن دهان یا دستگاه گوارش، می‌توانند با جذب مستقیم اسید‌های آمینه حل‌شده در آب دریا به حیات خود ادامه دهند. «ریچل سیپلر» (Rachel Sipler)، پژوهشگر ارشد این مطالعه، در گفت‌و‌گو با Interesting Engineering گفت پژوهشگران هنوز موفق نشده‌اند از این بافت‌ها یک خیار دریایی کامل پرورش دهند، اما حتی سال‌ها پس از جدا شدن بافت نیز همچنان رشد و تنوع‌یابی چشمگیر سلول‌ها را مشاهده می‌کنند. او برای توضیح این وضعیت گفت: «این شبیه مارمولکی است که دمش را از دست می‌دهد. ما می‌دانیم بعضی مارمولک‌ها می‌توانند دمی تازه برویانند؛ اما بحث ما این است که آیا خودِ آن دم می‌تواند یک مارمولک تازه بسازد یا نه.»

پژوهشگران می‌گویند خیار‌های دریایی به توانایی بازسازی مشهورند؛ اما تاکنون تصور می‌شد بافت‌های جداشده آنها می‌میرند. آنها احتمال می‌دهند این بقای مستقل نوعی محصول جانبی تکاملی باشد، هرچند سازوکار دقیق آن هنوز ناشناخته است. اگر دانشمندان بتوانند بفهمند چگونه این سلول‌ها بدون سیستم عصبی مرکزی یا خون‌رسانی زنده می‌مانند و خود را بازسازی می‌کنند، این یافته می‌تواند در آینده به پیشرفت‌هایی در ترمیم زخم، درمان‌های ضدمیکروبی و بازسازی بافت در پزشکی کمک کند؛ هرچند خود پژوهشگران تأکید دارند این مطالعه تنها یک گام اکتشافی اولیه بوده و هنوز تا کاربرد پزشکی مستقیم فاصله زیادی وجود دارد.

در ادامه مصاحبه خبرنگار «آناتک» با دکتر «سارا جابسون» (Sara Jobson)، پژوهشگر مسئول این پژوهش را می‌خوانید:

دکتر سارا جابسون

بافت‌های جداشده از بدن معمولا خیلی زود می‌میرند. چه چیزی شما را به این فکر رساند که بافت خیار دریایی ممکن است از این قاعده مستثنا باشد؟

ما در ابتدا اصلا قصد نداشتیم مسئله «جاودانگی بافتی» را بررسی کنیم؛ این یک کشف کاملا اتفاقی بود. خیار‌های دریایی به توانایی‌های شگفت‌انگیزشان در بازسازی مشهور هستند. آنها به‌عنوان ارگانیسم‌های مدل بسیار خوبی برای مطالعه بازسازی شناخته می‌شوند و این یافته قطعاً همین موضوع را تایید می‌کند.

آزمایش‌های شما نشان داد که بافت‌های این جانور می‌تواند با جذب مستقیم اسید‌های آمینه حل‌شده در آب دریا زنده بماند. در چه لحظه‌ای متوجه شدید با پدیده‌ای واقعا غیرعادی روبه‌رو هستید؟

در جریان بررسی این خیار دریایی برای استفاده در مطالعات دیگر، برخی اعضای آزمایشگاه متوجه شدند که قطعات جداشده بافتی حتی پس از گذشت چند هفته هم تجزیه نشده‌اند. همان مشاهده، نخستین نشانه بود که اتفاقی غیرعادی در حال رخ دادن است و طبیعتا پرسش‌های زیادی را ایجاد کرد.

همین موضوع باعث شد مطالعه رسمی آغاز شود که در دوره دکترای من انجام شد و نتایج آن اکنون در نشریه Science Advances منتشر شده است.

ترمیم بافت پای لوله‌ای خیار دریایی پس از جداسازی؛ بالا: یک سال بعد، پایین: چند سال بعد. اعتبار تصویر: Sara Jobson

چرا فکر می‌کنید خیار‌های دریایی چنین سطح خارق‌العاده‌ای از مقاومت بافتی را تکامل داده‌اند؟ آیا این مطالعه نگاه شما را به مرز‌های بقای جانوران تغییر داد؟

بافت‌هایی که در این مطالعه بقای طولانی‌مدت نشان دادند ــ یعنی پا‌های لوله‌ای، نواحی آمبولاکرال (بخش‌های مرتبط با دستگاه عروقی آبی) و شاخک‌ها ــ از بافت‌های نرم تشکیل شده‌اند و به‌ویژه در برابر آسیب‌دیدگی حساس‌اند.

خیار‌های دریایی، از جمله این گونه، به توانایی بازسازی بافت‌های جداشده شهرت دارند؛ با این حال، همواره فرض بر این بوده است که بافت‌های ازدست‌رفته می‌میرند. ما فرض می‌کنیم که زنده ماندن مستقلِ قطعات جداشده بافتی نوعی محصول جانبی تکاملی باشد؛ اما این شکل از بقای «زامبی‌مانند» هنوز هم معمایی بزرگ است.

یکی از جذاب‌ترین جنبه‌های این پژوهش، ارتباط احتمالی آن با ترمیم زخم و پزشکی بازساختی (ترمیمی) است. ظرفیت واقعی پزشکی این یافته‌ها چیست و چه چیز‌هایی هنوز با کاربرد در انسان فاصله زیادی دارند؟

یکی از مزیت‌های این کشف، جایگاه تکاملی خیار دریایی در درخت حیات است. با وجود اینکه این جانور یک بی‌مهره است، از نظر تکاملی نسبتا به طنابداران نزدیک است؛ به این معنا که می‌تواند کاربرد‌های پژوهشی مهمی داشته باشد، آن هم بدون محدودیت‌های اخلاقی رایج، به‌ویژه از آنجا که حتی برای جمع‌آوری این بافت‌ها نیازی به کشتن جانور نداریم.

اگر بتوانیم جلوتر برویم و کشف کنیم چگونه و چرا «نامیرایی» این بافت‌ها ممکن می‌شود، چه کسی می‌داند این مسیر به کجا خواهد رسید؟ با این حال، این مطالعه تنها یک گام اکتشافی اولیه بود و احتمالا هنوز پرسش‌های بسیار زیادی باید پاسخ داده شوند تا بتوانیم از این بافت‌ها در مطالعات پزشکی استفاده کنیم.

کشفیات علمی معمولا به سادگی آنچه در مقاله‌های علمی دیده می‌شود نیستند. بزرگ‌ترین چالش یا ابهام تیم شما در این مطالعه چه بود؟

تعیین اینکه چگونه باید ارزیابی کنیم آیا این بافت‌ها واقعا «زنده» هستند یا نه، بسیار دشوار بود و گاهی حتی جنبه‌ای فلسفی پیدا می‌کرد. از آنجا که این بافت‌ها ساختار‌هایی پیچیده و چندسلولی‌اند و فاقد سامانه‌هایی مانند دستگاه تولیدمثل یا دستگاه گوارش هستند، بحث‌های زیادی لازم بود تا بتوانیم رویکرد روش‌شناختی خود را مشخص کنیم. مسئله این بود که کدام شاخص‌ها را باید بررسی کنیم تا بتوانند تداوم حیات را نشان دهند. در عین حال، می‌دانیم که هنوز مسیر‌های بسیار بیشتری برای کاوش وجود دارد.

در پایان، مهم‌ترین ایده یا پیامی که دوست دارید مردم از این پژوهش درک کنند چیست؟

کنجکاوی، موتور پیش‌برنده بهترین پژوهش‌های علمی است. این مطالعه از مشاهده دقیق و اشتیاق واقعی برای درک ظرافت‌های اکوسیستم‌های دریایی متولد شد.

بیشتر اوقات، کار ما ظاهری پرزرق‌وبرق ندارد، اما هیجان ناشی از ادامه یادگیری درباره محیط طبیعی‌مان، گاهی به کشف‌هایی بسیار عجیب و مهم منجر می‌شود.