ارگانوئیدها، اندام های کوچک انسانی که در آزمایشگاه رشد می کنند

به گزارش سیناپرس، این موضوع ممکن است مانند داستان هایی از کتاب های علمی-تخیلی کلاسیک به نظر برسد، اما این گروه از سلول های انسانی که ارگانوئیدها نامیده می شوند، در حال حاضر به دانشمندان کمک می کنند تا راه های جدیدی برای درک بهتر بیماری ها پیدا کنند.
آخرین پیشرفت روز چهارشنبه هنگامی رخ داد که یک تیم بین المللی از محققان در مجله Nature فاش کردند که با موفقیت ارگانوئیدهای مغز انسان را در مغز موش های جوان کاشته اند. همانطور که موش ها رشد می کنند، ارگانوئیدها نیز رشد می کنند و به دانشمندان اجازه می دهد تا در مورد اختلالات روانپزشکی پیچیده مانند اسکیزوفرنی و اوتیسم تحقیق کنند.
آزمایشگاه هایی از سراسر جهان در مراحل مختلف تحقیقات خود از این گونه ارگانوئیدها استفاده می کنند. در انستیتو پاستور در فرانسه، هزاران ارگانوئید مغزی از اواخر سال 2020 در مکانیسم‌های مولکولی آزمایشگاه پیری پاتولوژیک و فیزیولوژیکی رشد کرده‌اند.
در داخل آزمایشگاه، صدها عدد از این توپ‌های سفید کوچک در دمای 37 درجه سانتی‌گراد (98 فارنهایت) نگهداری می‌شوند، زیرا یک دستگاه، حرکت مداوم برای گردش مواد مغذی و جلوگیری از جمع شدن آنها را تضمین می‌کند.
در طبیعت، هنگامی که تخمک با اسپرم بارور می شود، گروهی از سلول های بنیادی تشکیل می شود. این سلول های بنیادی که «پرتوان» نامیده می شوند، می توانند به هر نوع سلولی، از مغز گرفته تا پوست، در بدن انسان تبدیل شوند.
حدود دو دهه پیش، شینیا یاماناکا، محقق ژاپنی راهی برای گرفتن سلول‌ها از بزرگسالان و برنامه‌ریزی مجدد آنها و بازگرداندنشان به حالت پرتوان اولیه خود پیدا کرد، به این معنی که آنها دوباره می‌توانند به هر نوع سلولی تبدیل شوند.
این سلول‌های بنیادی پرتوان القایی (iPS) را می‌توان در آزمایشگاه تولید کرد و امید می‌رود که از برخی بحث‌ها پیرامون تخریب سلول‌های بنیادی جنینی انسان جلوگیری شود. این کشف برای یاماناکا جایزه نوبل پزشکی را در سال 2012 به ارمغان آورد و امید می رود نقطه عطفی در مطالعه زیست شناسی انسان باشد. آزمایشگاهی در انستیتو پاستور از سلول‌های iPS برای رشد ارگانوئیدهای مغزی به اندازه حدود سه تا چهار میلی‌متر در عرض چند ماه استفاده کرده است. رئیس آزمایشگاه، میریا ریچتی، گفت که ارگانوئیدها بسیار ساده تر از قشر مغز انسان هستند.
او در ادامه گفت: این ارگانوئیدها از انواع مختلفی از سلول‌ها ساخته شده‌اند که با یکدیگر تعامل دارند و لایه‌هایی را تشکیل می‌دهند که در مقایسه با یک مغز معمولی، خود را به درستی در بافت جایگزین می‌کنند. این به ارگانوئیدها، ساختاری سه بعدی کاملاً شبیه به مغز انسان در حال رشد حدود 20 هفته ای، می دهد و این یکی از دلایل هیجان در این زمینه رو به رشد است. اکثر تحقیقات در حال حاضر بر روی سلول های دو بعدی انجام می شود، اما ارگانوئیدها به دانشمندان اجازه می دهند تا به بعد سوم نیز پیشروی کنند.
ریچتی گفت: برخی داروها روی سلول‌های دو بعدی کار می‌کنند، سپس متوجه می‌شویم که این داروها روی سلول‌های سه بعدی کار نمی‌کنند.
ارگانوئیدها به فضا می روند
امید است که ارگانوئیدها راه جدیدی برای درک مراحل مختلف بیماری و همچنین آزمایش داروهای جدید ارائه دهند. برای مثال، می‌توان از آنها برای یافتن نحوه عملکرد مولکول‌های یک دارو و سمی بودن آن استفاده کرد. همچنین می تواند به این معنی باشد که کمتر چنین آزمایشاتی باید روی حیوانات انجام شود.
یورگن نوبلیچ، زیست‌شناس مولکولی در موسسه بیوتکنولوژی مولکولی اتریش، گفت: که بسیاری از آزمایش‌های مغزی که در حال حاضر روی موش‌ها یا موش‌ها انجام می‌شود و البته باید روی نخستی‌ها انجام شود و باید افزود که این موضوع بسیار بحث ‌برانگیز است.
او همچنین گفت: مدل‌های ارگانوئیدی از سلول‌های بنیادی انسانی امیدوارکننده است و این تعارض را حل می‌کند. تیم ریچتی از ارگانوئیدهای خود برای مطالعه رشد مغز مبتلا به سندرم کوکاین، یک بیماری نادر و کشنده دژنراتیو استفاده می کند.
سال آینده، برخی از نمونه‌های انستیتو پاستور نیز جسورانه به جایی خواهند رفت که قبلاً هیچ ارگانوئیدی نرفته است. برخی از ارگانوئیدها به ایستگاه فضایی بین‌المللی فرستاده می‌شوند تا مشخص شود حضور در فضا چگونه بر سلول‌های مغز انسان در سطح مولکولی تأثیر می‌گذارد.
منبع: medicalxpress.com
مترجم: سید سپهر ارومیهء