سه نمونه از اشکال بافتی تولید شده توسط تیم مطالعاتی. مربع، دایره و مثلث سیاه و سفید در سمت چپ به سلولهایی که توسط نور روشن شده‌اند، ارتباط دارد. در سمت راست، ۳ جنین کرم میوه به رنگهای فیروزه‌ای، ارغوانی و زرد نشان داده شده‌است؛ و نشان دهنده‌ی این است که چگونه سلولهای روشن شده پس از فعال شدن توسط نور، در داخل جنین بصورت اشکال خاص قرار می‌گیرند.
ساخت بافتهای زیستی مانند پوست، عضله و استخوان در اشکال خاص اکنون یک گام نزدیک‌تر است. محققان EMBL موفق به هدایت نحوه چین خوردن و بهمین ترتیب شکل بافتها توسط اپتوژنتیک شده‌اند: روشی برای کنترل فعالیت پروتئینها توسط نور. نتایج مطالعه آنها در نشریه Nature Communications با تاثیراتی بر پزشکی بازساختی در ۱۸ ژوئن منتشر شده‌است.
مقاله مرتبط: اپتوژنتیک و سیستمهای پیچیده سلولی
تغییر شکل بافت در یک جنین برای تکامل طبیعی، ضروری است. Stefano De Renzis و گروه وی در EMBL به مکانیسمهای دخیل در این تغییر اشکال که مورفوژنز (morphogenesis) علاقه‌مند هستند. آنها از اپتوژنتیک (تکنیکی که کنترل دقیق با واسطه نور را بر فعالیت پروتئینها فراهم می‌آورد) برای مطالعه تغییرات در اشکال بافتی بهره بردند.
از بین بردن ارتباط میان شکل و عملکرد
در پژوهش کنونی Emiliano Iquierdo، Theresa Qunikler و Stefano De Renzis اپتوژنتیک را بمنظور ایجاد دوباره چین خوردگی اپی تلیالی مورد استفاده قرار دادند. چین خوردگی اپی تلیالی، یک فرآیند اساسی طی تکامل است؛ فرآیندی که طی آن سلولها به درون حرکت کرده و به سمت داخل جنین چین می‌خورند که نهایتا به ارگانهای درونی مانند عضلات تبدیل می‌شوند. نکته قابل توجه اینکه در این پژوهش، آنها باعث ورود سلولهایی که بطور طبیعی در این فرآیند شرکت نمی‌کنند، به این فرآیند شدند. De Renzis، رهبر این پژوهش گفت: “ما ارتباط میان شکل و عملکرد یک سلول را از بین برده‌ایم. این ما را برای اولین بار قادر می‌سازد تا بافت را به شکل خاص و بدون تاثیر بر اختصاصی بودن سلول بسازیم.”
کنترل دقیق
Emiliano Izquierdo، مولف اول این پژوهش اذعان دارد: “مهمترین چیز در مورد استفاده از اپتوژنتیک برای هدایت مورفوژنز، ئقیق بسیار بالای این تکنیک است. ما قادر بودیم اشکال متفاوتی تعریف کنیم و با تغییر زمان بندی و قدرت تابش نور، قادر بودیم چگونگی چین خوردگی سلولها به سمت داخل را کنترل کنیم.”
از کرم میوه به بالین؟
این مطالعه بر روی کرم‌های میوه در حال رشد انجام شده‌است، ولی بدلیل اینکه چین خوردگی اپی تلیالی یک فرآیند حفظ شده طی تکامل است، De Renzis انتظار دارد این روشها در ارگانیسمهای دیگر و سیستمهای کشت سلول بنیادی خارج از بدن نیز کاربرد داشته باشد. در این مورد، اپتوژنتیک می‌توانند تکنیکی ایده‌آل برای بازسازی و هدایت تکامل بافت باشد؛ موردی که می‌تواند برای (باز) ساخت بافتهای مصنوعی در پزشکی بازساختی بکار رود.
