استفاده از خون رشد یافته در آزمایشگاه برای اولین بار در انتقال خون: سه روش دیگر که ساخت اندام ها می تواند مراقبت های بهداشتی را تغییر دهد.
به گزارش سیناپرس همدان، داوطلبان انسانی اولین انتقال سلول های قرمز خون رشد یافته آزمایشگاهی را در اولین اقدام علمی پیشگامانه دریافت کردند. داوطلبان حدود 5-10 میلی لیتر خون دریافت کردند که حاوی حدود 15 میلیارد گلبول قرمز بود. تاکنون، داوطلبانی که سلولهای خونی رشد یافته در آزمایشگاه را دریافت کرده‌اند، از سلامت خوبی برخوردار هستند.
برای رشد این گلبول های قرمز، محققان ابتدا سلول های بنیادی را از نمونه خون استخراج کردند. سپس آنها این سلول های بنیادی را هدایت کردند تا در آزمایشگاه به گلبول های قرمز تبدیل شوند. امید است که این سلولهای خونی رشد یافته در آزمایشگاه در درمان اختلالاتی که گلبول‌های قرمز خون را تحت تأثیر قرار می‌دهند. مانند کم‌خونی سلول داسی شکل و تالاسمی، مورد استفاده قرار گیرند.در حالی که این اولین بار است که خون در آزمایشگاه رشد می کند، مطمئناً این اولین نوآوری رشد یافته در آزمایشگاه نیست. دانشمندان سال‌ها از مدل‌های آزمایشگاهی برای بررسی همه چیز از عملکرد اندام‌ها و بافت‌ها، درک فرآیندهای بیماری و آزمایش درمان‌های جدید استفاده کرده‌اند.در اینجا برخی از امیدوارکننده ترین نوآوری های آزمایشگاهی تا به امروز آورده شده است.
ارگانوئیدها ( شبه ارگان )
در سال‌های اخیر ارگانوئیدهای مشتق شده از انواع مختلف سلولهای بنیادی، در تحقیقات رایج‌تر شده‌اند. ارگانوئیدها با ساختار و عملکرد اندام های انسان در اندازه کامل مطابقت دارند. این به محققان اجازه می دهد تا بررسی کنند که چه تعداد بیماری یا ویروس مختلف ممکن است بر سلامت انسان تأثیر بگذارد. آنها همچنین به محققان اجازه می‌دهند که سلولهای بنیادی (که از آنها رشد کرده‌اند) را که می‌توانند تقریباً به هر سلولی در بدن تبدیل شوند، درک کنند.
به عنوان مثال، مغزهای ارگانوئیدی به دانشمندان کمک کرده است تا تأثیر مخرب ویروس زیکا بر رشد مغز را درک کنند. آنها همچنین نقش کلیدی گسترده تری در درک شرایط مختلف عصبی مانند ALS دارند. مغزهای ارگانوئیدی بسیار سودمند هستند زیرا به محققان این امکان را می دهند که در زمان واقعی هر گونه تغییری را که ممکن است در مغز رخ دهد مشاهده کنند، چیزی که برای انسان ممکن نیست. این به ما کمک می کند بهتر بدانیم چه زمانی و چگونه برخی بیماری ها را درمان کنیم.
قلب های ارگانوئیدی نیز با موفقیت در آزمایشگاه رشد کرده اند. پس از یک هفته رشد، آنها از نظر عملکردی معادل قلب یک جنین 25 روزه هستند که قادر به ضربان بین 60 تا 100 بار در دقیقه هستند. پیشرفت‌های اخیر همچنین سلولهای قلب را قادر ساخته است که از سلولهای بنیادی رشد کنند و راه را برای رشد اندام‌های قلبی بزرگ‌تر و کارآمدتر هموار کنند.
همچنین نشان داده شده است که سلول های این ارگانوئیدها عملکرد عضله قلب آسیب دیده را هنگامی که به حیوانات داده می شود، بهبود می بخشند. کار مشابه نشان می دهد که آنها همچنین اطلاعات ارزشمندی را در مورد آنچه در حمله قلبی، نارسایی قلبی و تعدادی از بیماری های ژنتیکی قلبی رخ می دهد، ارائه می دهند.
ریه‌های ارگانوئید همچنین در درک COVID-19 و آزمایش درمان‌های جدید مفید هستند و در کنار کمک به دانشمندان در درک بیماری‌های دیگر، مانند بیماری مزمن انسدادی ریه، آسم و انواع خاصی از فیبروز ریوی، مفید هستند. این نوع ارگانوئیدهای ریه انسان تقریباً هشت هفته طول می کشد تا در آزمایشگاه رشد کنند.
اندام های کاملاً رشد یافته
دانشمندان همچنین توانسته اند با موفقیت اندام هایی با عملکرد کامل را در آزمایشگاه رشد دهند. به عنوان مثال، تعداد کمی از مردم در واقع با مثانه های کاملاً رشد یافته و کارآمد ساخته شده از سلول های خود در اطراف ما راه می روند. اینها در آزمایشگاه با رشد سلولهای مثانه خود بیمار و سپس پرینت سه بعدی آنها به شکل صحیح تولید می شوند. سپس با جراحی در بیمار کاشته می شود. این فرآیند حدود دو ماه طول می کشد تا تکمیل شود. اما از آنجایی که این سلول‌ها از سلولهای خود بیمار رشد می‌کنند، خطر دفع عضو جدید توسط بدن را از بین می‌برد. واژن های رشد یافته در آزمایشگاه نمونه دیگری هستند. اینها معمولاً در زنانی که بدون واژن به دنیا می‌آیند رشد کرده و کاشته می‌شوند، مانند کسانی که از بیماری نادری به نام سندرم مایر-روکیتانسکی-کوستر-هاوزر رنج می‌برند. این فرآیند تا حدودی شبیه مثانه است که به موجب آن سلولهای اندام تناسلی خارجی آنها برای رشد واژن در یک بیو راکتور استفاده می‌شوند.
یکی از بزرگترین چالش هایی که محققان اکنون با آن روبرو هستند، توسعه پوست رشد یافته در آزمایشگاه است. پوست بزرگترین عضو بدن است و از سه لایه مجزا تشکیل شده است. اما یافتن راهی برای ادغام این لایه‌ها به همان شکلی که در بدن هستند، برای دانشمندان دشوار است.
در حالی که سلولهای پوستی سال‌هاست با موفقیت در آزمایشگاه‌ها رشد می‌کنند، هنوز بین ۲ تا ۳ هفته طول می‌کشد تا سلولهای پوستی به اندازه کافی رشد کنند تا ناحیه‌ای که در حال پیوند روی آن هستند پر شود. با این حال، کشت همزمان آنها با سلول های درم زیرین (یکی از سه لایه پوست) باعث بهبود عملکرد و عملکرد سلول های پوستی رشد یافته در آزمایشگاه شده است. چالش دیگری که محققان با آن روبرو هستند رشد پوستی است که حاوی عناصری مانند غدد عرق و مو است. اینها ضروری هستند زیرا به پوست کمک می کنند یکی از بسیاری از وظایف مهم خود را انجام دهد: یعنی تنظیم دمای بدن.
گوش ها
دانشمندان با موفقیت یک گوش انسان را با استفاده از سلول های غضروفی بیمار رشد داده و پرینت سه بعدی کردند.امید است که این پیشرفت به درمان افرادی که با میکروتیا یا آنوتیا متولد می شوند کمک کند، یک نقص مادرزادی که باعث می شود گوش به درستی شکل نگیرد یا اصلاً شکل نگیرد. این بیماری تقریباً یک مورد از هر 2000 تا 10000 تولد را نشان می دهد. اما در حالی که گوش خارجی ظاهر را بهبود می بخشد، همچنان چالش غلبه بر کم شنوایی به دلیل عدم وجود اولیه گوش وجود دارد که می تواند بر گفتار نیز تأثیر بگذارد.
تقریباً 6800 نفر در بریتانیا و بیش از 15 برابر در ایالات متحده منتظر پیوند عضو هستند. پیشرفت‌ها در اندام‌های رشد یافته آزمایشگاهی ممکن است جایگزینی برای کسانی باشد که منتظر پیوند هستند و می‌تواند از سلولهای خود بیمار تولید شود.نوآوری های آینده به دنبال سایر اندام های رشد یافته آزمایشگاهی مانند کلیه ها و کبد هستند، زیرا این اندام ها بخش بزرگی از اندام هایی را نشان می دهند که افراد منتظر پیوند به آنها نیاز دارند.
منبع : medicalxpress
مترجم: کیانوش کرمی