دستیابی به راهکار درمان نابینایی؟ این حلزون در عرض ۳۰ روز چشم‌هایش را بازسازی می‌کند!

چشم انسان اندام پیچیده‌ای است که در صورت آسیب دیدن، قدرت بازسازی ندارد. اما جالب است بدانید که ساختار کلیدی چشم ما با چشم‌های «حلزون سیب» (Apple Snail) که یک موجود آب‌شیرین با قابلیت بازسازی کامل بینایی است، شباهت‌های ساختاری زیادی دارد. «آلیس آکورسی»، استادیار بیولوژی مولکولی و سلولی در دانشگاه کالیفرنیا، در حال بررسی چگونگی بازسازی چشم در این حلزون‌هاست تا در بلندمدت بتواند این یافته‌ها را برای درمان آسیب‌های چشمی در انسان‌ها به کار ببرد.

تحقیقات آکورسی که در نشریه Nature Communications منتشر شده، نشان می‌دهد که چشم‌های حلزون سیب و انسان، هم در آناتومی و هم در ژنتیک، شباهت‌های شگفت‌انگیزی دارند.

چرا «حلزون سیب طلایی» یک مدل تحقیقاتی قدرتمند است؟

حلزون سیب طلایی (Pomacea canaliculata) بومی آمریکای جنوبی است. به گفته آکورسی، همان ویژگی‌هایی که باعث می‌شود این موجود در محیط‌های جدید به سرعت رشد کند و به یک گونه مهاجم تبدیل شود، آن را برای تحقیقات آزمایشگاهی نیز ایده‌آل کرده است:

• مقاومت بالا: این حلزون‌ها بسیار جان‌سخت هستند.
• تولیدمثل سریع: زمان بلوغ آن‌ها کوتاه است و نوزادان زیادی به دنیا می‌آورند.
• ساختار چشم: مهم‌تر از همه، آن‌ها دارای چشم‌های «نوع دوربینی» (Camera-type) هستند؛ یعنی همان طراحی کلی که در چشم انسان یافت می‌شود.

چشم‌های دوربینی در حلزون‌ها و انسان‌ها

در دنیای حیوانات، انواع چشم‌ها متفاوت است، اما چشم‌های «نوع دوربینی» به دلیل توانایی در ایجاد تصاویر دقیق و با وضوح بالا متمایز هستند. این چشم‌ها شامل:

1. قرنیه محافظ.
2. لنز (عدسی) برای تمرکز نور.
3. شبکیه با میلیون‌ها سلول گیرنده نور.

تیم آکورسی با استفاده از کالبدشکافی و میکروسکوپ‌های پیشرفته نشان دادند که بسیاری از ژن‌هایی که در تکامل چشم انسان نقش دارند، در این حلزون نیز موجود هستند. پس از بازسازی، مورفولوژی (ریخت‌شناسی) و بیان ژن در چشم جدید تقریباً با چشم اصلی مو نمی‌زند!

فرآیند بازسازی چشم در ۳۰ روز

وقتی حلزون سیب چشمی را از دست می‌دهد، فرآیند رشد مجدد در چند مرحله طی حدود یک ماه انجام می‌شود:

• ۲۴ ساعت اول: التیام سریع زخم برای جلوگیری از عفونت.
• هفته اول و دوم: سلول‌های تمایز نیافته در محل آسیب تکثیر شده و به اجزای اصلی مثل لنز و شبکیه تبدیل می‌شوند.
• روز پانزدهم: تمام ساختارهای اصلی از جمله عصب بینایی شکل گرفته‌اند.
• هفته‌های بعد: چشم به بلوغ نهایی می‌رسد و بزرگ‌تر می‌شود.

اگرچه هنوز ثابت نشده که آن‌ها دقیقاً مثل قبل می‌بینند، اما از نظر آناتومیک تمام اجزای لازم برای تشکیل تصویر را دارند.

نقش تکنولوژی CRISPR در کشف ژن‌های کلیدی

آکورسی برای شناسایی ژن‌های کنترل‌کننده بازسازی، از تکنولوژی ویرایش ژنی CRISPR-Cas9 استفاده کرد. آن‌ها در اولین آزمایش، ژنی به نام pax6 را در جنین حلزون تغییر دادند. این ژن در انسان، موش و مگس سرکه نقش حیاتی در سازماندهی مغز و چشم دارد.

نتایج نشان داد حلزون‌هایی که فاقد نسخه سالم این ژن بودند، بدون چشم متولد شدند؛ این موضوع تایید کرد که pax6 برای تشکیل اولیه چشم ضروری است. مرحله بعدی تحقیق این است که ببینند آیا این ژن برای بازسازی در حلزون‌های بالغ نیز ضروری است یا خیر.

هدف نهایی:

آکورسی می‌گوید:

اگر مجموعه‌ای از ژن‌های مسئول بازسازی چشم را پیدا کنیم که در مهره‌داران (و انسان) نیز وجود داشته باشند، در تئوری می‌توانیم آن‌ها را فعال کنیم تا امکان بازسازی چشم در انسان‌ها نیز فراهم شود.

منبع: Scitechdaily