به گزارش ایسنا به نقل از مدیکالاکسپرس، گروهی از دانشمندان «دانشگاه دویسبورگ-اسن» (University of Duisburg-Essen) یک روش ساده را برای تولید خودکار ارگانوئیدهای ریه ابداع کردهاند که میتواند انقلابی در توسعه درمانهای بیماریهای ریوی ایجاد کند.
این ارگانوئیدها ساختارهای مینیاتوری حاوی سلولهای ریه واقعی هستند و میتوانند برای ارزیابی مؤثرتر داروهای آزمایشی در مراحل اولیه بدون نیاز به مواد حیوانی مورد استفاده قرار بگیرند. بیماران در آینده حتی میتوانند ارگانوئیدهای شخصیسازیشدهای داشته باشند که از بافت خودشان رشد کردهاند تا درمانهای بالقوه را آزمایش کنند.
پروفسور «دایانا کلاین»(Diana Klein) پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: بهترین نتیجه در حال حاضر این است که روش ما جواب میدهد. این بدان معناست که در اصل ارگانوئیدهای ریه را میتوان با استفاده از یک فرآیند خودکار تولید کرد. این ساختارهای پیچیده، وضعیت درونتنی را بهتر از ردههای سلولی معمولی نشان میدهند و به همین دلیل، به عنوان یک مدل عالی برای بیماری عمل میکنند.
کلاین ادامه داد: در مرحله بعدی میتوان از این ارگانوئیدها برای آزمایش درمانهای بالقوه با استفاده از روشهایی با توان عملیاتی بالا نیز بهره برد. کدام یک از آنها مؤثر هستند و در چه غلظتی؟ این میتواند توسعه داروهای خاص را برای بیماران تسریع کند. علاوه بر این، از این ارگانوئیدها میتوان برای پیشبینی واکنشهای خاص بیمار به پرتودرمانی یا سایر درمانهای بالقوه نیز استفاده کرد.
یافتن درمانهای بهتر برای بیماریهای ریوی، جان میلیونها نفر را در سراسر جهان نجات خواهد داد اما ریهها ساختار پیچیدهای دارند و مدلسازی آنها در آزمایشگاه دشوار است. ارگانوئیدهای ریه، گزینه امیدوارکنندهای برای پژوهش هستند اما تاکنون برای استفاده در آزمایشهای پزشکی پیشبالینی، به کارهای بسیار پر زحمتی نیاز داشتهاند.
کلاین توضیح داد: شما یک سلول اولیه -در پژوهش ما سلول بنیادی- را برمیدارید و آن را تکثیر میکنید. سلولها در یک ظرف پلاستیکی مناسب رشد میکنند. هنگامی که سلولها به اندازه کافی رشد کردند، آنها را از ظرف پلاستیکی جدا میکنید و سلولها را برای تشکیل تجمعات سلولی کوچک تحریک میکنید. ما این کار را با قرار دادن تعداد مشخصی از سلولها در یک ظرف ضد چسبندگی انجام میدهیم. سپس سلولها به سوی هم شناور میشوند و بخشهای جنینی را تشکیل میدهند. پس از آن، ساختارها در معرض فاکتورهای رشد گوناگون قرار میگیرند که معمولاً در ریهها یا در طول رشد ریه یافت میشوند. در حضور این مواد، سلولها به انواع گوناگون سلول تبدیل میشوند که در ریهها وجود دارند.
دانشمندان، تجمعات جنینی خود را در یک مخزن مخصوص با غشایی قرار دادند که حاوی محیط کشت مناسب برای رشد ارگانوئیدها بود. همچنین، آنها به صورت دستی مجموعهای از ارگانوئیدها را به عنوان گروه کنترلشده روی یک صفحه رشد معمولی کشت کردند. ارگانوئیدها چهار هفته در مخزن ماندند و سپس با استفاده از میکروسکوپ، ایمونوفلورسانس، ایمونوهیستوشیمی و تعیین توالی آرانای مورد بررسی قرار گرفتند تا نحوه رشد ارگانوئیدها، سلولهای تشکیلشده و میزان قابل مقایسه بودن آنها با ارگانوئیدهای رشدیافته معمولی بررسی شود.
تجزیه و تحلیل انجامشده تأیید کرد که هر دو مجموعه از ارگانوئیدها، ساختارهای ریهمانندی را که دانشمندان به دنبال آنها بودند، ایجاد کردهاند و توالییابی آرانای نشان داد که آنها سلولهای اپیتلیال و مزودرمی ریه را ایجاد کردهاند. هر دو مجموعه، انواع یکسانی از سلولها را ایجاد کردند؛ اگرچه نسبتهای آنها کمی متفاوت بود. به عنوان مثال، ارگانوئیدهای ریه تولیدشده حاوی سلولهای آلوئولار بیشتری بودند. به نظر میرسید ارگانوئیدهای پرورشیافته در رآکتور زیستی، بزرگتر هستند و کرههای آلوئولار کمتری دارند.
این واقعیت که رآکتور زیستی میتواند ارگانوئیدهای بیشتری را به طور همزمان و با کار دستی کمتر تولید کند، قابلیت ایجاد تحول بزرگی را در پژوهش پیرامون بیماریهای ریوی دارد. با وجود این، آزمایشهای بیشتری برای ایجاد بهترین شرایط توسعه ارگانوئید مورد نیاز است و خود ارگانوئیدها نیز باید بهبود یابند تا شرایط واقعی بدن را بهتر شبیهسازی کنند.
کلاین گفت: ارگانوئیدها هنوز نمیتوانند ترکیب سلولی ریه را به طور کامل شبیهسازی کنند. برخی از سلولها برای ارائه تصویر کلی هنوز وجود ندارند؛ مانند سلولهای ایمنی نفوذکننده و رگهای خونی اما خود ارگانوئیدها ساختارهای برونشیولی و آلوئولی بسیار خوبی را نشان میدهند. بدیهی است که ما جریان خون نداریم و این به معنی ایستا بودن نسبی شرایط است اما برای یک پلتفرم غربالگری بیمارمحور، اگر بتوان اطلاعات مهمی را درباره سرنوشت سلولها در طول یک درمان خاص به دست آورد، ممکن است این امر ضروری نباشد. این سیستمها ممکن است هنوز به پیچیدگی یک ارگانیسم کامل نباشند اما مبتنی بر انسان هستند؛ یعنی ما سلولهایی را داریم که در بیماران نیز یافت میشوند.
این پژوهش در مجله «Frontiers in Bioengineering and Biotechnology» به چاپ رسید.
- 17
- 6
