في بحث جديد.. علماء يسلطون الضوء على الألغاز المرتبطة بالعقم

طرح علماء يهاجمون مشكلة ارتفاع معدلات الإجهاض منذ فترة طويلة تساؤلات عما إذا كانت هناك طريقة لمعرفة ما إذا كانت خلية البويضة ستتطور بنجاح إلى جنين وتنمو أو ما إذا كان هناك علامة تشير إلى متى ستفشل.

ووجد فريقان بحثيان بقيادة جامعة روتجرز أدلة قوية في دراستين منفصلتين باستخدام بيانات الإنسان والفئران، والتي ستسمح لهم بالبدء في الإجابة بـ«نعم» على كلا السؤالين.

بويضات قابلة للحياة

في تقرير نُشر في مجلة Nature Communications، وجد أحد الفرق أن خلايا بويضات الفأر التي تشكل بنية غير عادية تشبه الغطاء قبل تخصيبها من المرجح أن تكون قابلة للحياة، وتلتصق بالرحم وتنمو أكثر من خلايا البويضة بدون هذا الهيكل.

وقالت كارين شندلر، الأستاذة في قسم علم الوراثة في كلية روتجرز للفنون والعلوم (SAS): «إن هذه نتائج مهمة، لأنه نظرًا لأن الكثير من الناس يبحثون عن التخصيب في المختبر لبناء الأسرة، فإن معدلات النجاح منخفضة».

وأضافت: «إن فهم الآليات الأساسية لما يجعل البويضة والجنين عالي الجودة أمر ضروري لتحسين معدلات النجاح السريري».

سبب الإجهاض المبكر

وفي الدراسة الثانية، التي نشرت في المجلة الأمريكية لعلم الوراثة البشرية، حدد الفريق الذي يقوده روتجرز الجين الذي عندما يتحور يسبب عددًا غير طبيعي من الكروموسومات في بويضات الفئران، وهو السبب الرئيسي للإجهاض المبكر وفشل التخصيب في المختبر (IVF).

وقال جينتشوان شينج، الأستاذ في قسم علم الوراثة في SAS، وكبير مؤلفي الورقة: «نحن نسعى لفهم الجذور الوراثية للعقم عند النساء، في هذه الحالة، يمكن للعديد من الباحثين تطبيق الطريقة التي طورناها لتحديد المخاطر الجينية لمزيد من الاستفسار».

إنتاج البويضات

العقم، الذي يعرف بأنه عدم القدرة على الحمل بعد سنة أو أكثر من ممارسة الجنس دون وقاية، هو مشكلة شائعة.

يريد شندلر وشينج وفريقهما أن يفهموا كيف تنتج بعض النساء بويضات قابلة للحياة بشكل كبير، ولماذا تكون عملية إنتاج البويضات عرضة للخطأ.

في دراسة شندلر، ركز الفريق على إحدى الخطوات الأخيرة في عملية إنتاج البويضات.

وقال شندلر إن الفريق استلهم العمل على الخلايا السرطانية من قبل زميلته أهنا سكوب، عالمة الوراثة في جامعة ويسكونسن ومؤلفة الورقة.

اكتشف سكوب أن المنطقة التي تتشكل بين الخلايا المنقسمة تحتوي على مواد أساسية مثل RNAs والبروتينات.

ولأن الجنين يعتمد على هذه المواد الأساسية في النمو، تساءل شندلر عما إذا كان من الممكن أيضًا إنتاج آلية تحتوي على بروتينات تحمي الحياة عندما تنقسم خلية البويضة إلى خليتين ابنتين.

على عكس أنواع الخلايا الأخرى، فإن خلايا البويضة التي تنقسم إلى خليتين تشكلهما بشكل غير متساو، الأول، البيضة، يتلقى معظم المواد الحيوية، مثل المعلومات الوراثية والهياكل التي تنتج البروتينات، في حين أن الثاني، المعروف بالجسم القطبي، يتلقى القليل وفي نهاية المطاف يذبل ويموت.

وباستخدام المجهر الذي ينتج صورًا عالية الدقة للخلايا الحية، وجد فريق شندلر أن خلايا البويضة تحتوي أيضًا على منطقة بين الخلايا المنقسمة غنية بالمواد الأساسية.

وفي هذا التحليل، اكتشفوا بنية جديدة تشبه الغطاء تتشكل بين الخلايا.

في خلايا البويضة التي يتم تخصيبها بنجاح وتنمو لتصبح أجنة، تشكل الأغطية حاجزًا وقائيا يمنع المواد الأساسية من الهروب إلى خلية الجسم القطبية المجاورة، وفي خلايا البويضات التي تعطل فيها الغطاء، لم تكن الأجنة قابلة للحياة.

وقال شندلر: «الغطاء هو الحد الفاصل بين البويضة التي سيتم تخصيبها بالحيوانات المنوية والجسم القطبي غير الوظيفي، وبدون هذا الغطاء، يمكن أن تتسرب المواد الأساسية إلى الجسم القطبي، ومن غير المرجح أن تصبح البيضة جنينًا».

وفي الورقة الثانية، قام شينج وفريقه بتحليل مجموعة من البيانات التي جمعتها عيادات التلقيح الاصطناعي أثناء الاختبار الجيني للأجنة بحثًا عن عدد غير طبيعي من الكروموسومات قبل الزرع.

وقال شينج إن البيانات التي تم جمعها بطريقة التجميع هذه، والتي تستخدم تكنولوجيا غير مكلفة لتسلسل الحمض النووي، لم تعتبر مفيدة للبحث المتعمق في الأنماط الجينية.

وبالرغم من أن طريقة تسلسل الجينوم الكامل منخفضة التغطية تنتج جزءًا من البيانات من كل عينة جينية وتعتمد على طرق حسابية لملء المعلومات المفقودة، إلا أن فريق شينج كان قادرًا على اكتشاف طفرة جينية شائعة في فشل البويضات، وعند اختبارها على الفئران، تسببت الطفرة في حدوث أخطاء في عدد الكروموسومات المنقسمة بين البويضة والجسم القطبي.

وقال شينج: «إن النتائج والطريقة المستخدمة لها آثار واسعة النطاق، ليس فقط بالنسبة للأطباء والمرضى الذين يبحثون في الأسباب الناشئة لفشل التلقيح الاصطناعي، ولكن في تزويد العالم بطريقة جديدة لإجراء الدراسات الجينية باستخدام بيانات التسلسل منخفضة التغطية».