ساخت اندام‌های انسان روی تراشه ها
ساخت و توسعه یک داروی جدید به بازار میلیاردها دلار هزینه دارد و ممکن است بیش از یک دهه طول بکشد. این سرمایه گذاری‌های پولی و زمانی بالا، هم سهم زیادی در افزایش سرسام‌آور هزینه های مراقبت‌های بهداشتی امروزی داشته و هم موانع قابل توجهی برای ارائه درمان های جدید به بیماران ایجاد می کنند.
به گزارش سیناپرس، به گفته محققان کمتر از ۸ درصد از مطالعات موفق روی حیوانات برای درمان سرطان به آزمایش های بالینی انسانی می رسند. از آنجایی که مدل های حیوانی اغلب در پیش بینی اثرات دارو در آزمایش های بالینی انسانی شکست می خورند، این شکست‌های مراحل پایانی می تواند به طور قابل توجهی هزینه ها و خطرات سلامتی بیمار را افزایش دهد.
برای حل این مشکل، محققان مدل امیدوارکننده ای را توسعه داده اند که می تواند بدن انسان را با دقت بیشتری تقلید کند و آن ساختن یک عضو بدن روی یک تراشه است.
در این رابطه، چنگ پنگ چن (Chengpeng Chen) استادیار شیمی و بیوشیمی از دانشگاه مریلند می گوید: به عنوان یک شیمیدان تحلیلی، من برای ایجاد مدل های اندام و بافتی کار کرده ام که از سادگی کشت‌های سلولی رایج و تفاوت‌های مدل‌های حیوانی اجتناب کند. من معتقدم که با توسعه بیشتر، اعضا بدن روی تراشه می توانند به محققان در مطالعه بیماری ها و آزمایش داروها در شرایطی نزدیک تر به زندگی واقعی کمک کنند.
به گفته چنگ پنگ ، پیشرفت‌ها در میکروسیال‌ها بستری را برای محققان فراهم کرده است تا سلول‌هایی را کشت دهند که عملکرد نزدیک‌تری نسبت به عملکرد آنها در بدن انسان دارند. تراشه به دستگاه میکروسیالی اشاره دارد که سلول ها را در بر می گیرد و آنها معمولاً با استفاده از فناوری مشابه تراشه های رایانه ساخته می شوند.
چنگ پنگ توضیح می دهد: نه تنها اندام های روی تراشه ها جریان خون را در بدن تقلید می کنند، بلکه این پلت‌فرم‌ها دارای ریزحفره‌هایی هستند که به محققان اجازه می دهد تا انواع سلول های متعددی را برای تقلید از طیف متنوعی از انواع سلول‌هایی موجود در یک اندام، ادغام کنند. جریان سیال این انواع سلول های متعدد را به هم متصل کرده و به محققان این امکان را می دهد تا نحوه تعامل آنها با یکدیگر را مطالعه کنند.
این فناوری می تواند محدودیت های کشت سلولی ساکن و مطالعات حیوانی را از طرق مختلف برطرف کند. اولاً، وجود مایعی که در این مدل جریان دارد به آن امکان می دهد هم از آنچه که یک سلول در بدن تجربه می کند، مانند نحوه دریافت مواد مغذی و حذف مواد زائد و هم چگونگی حرکت یک دارو در خون و تعامل با چندین نوع سلول، تقلید کند. توانایی کنترل جریان مایع همچنین محققان را قادر می سازد تا دوز بهینه را برای یک داروی خاص تنظیم کنند.
به گزارش سیناپرس، به عنوان مثال، مدل ریه روی یک تراشه، قادر است هر دو کیفیت مکانیکی و فیزیکی یک ریه انسان زنده را ادغام کند. این امر می تواند دم و بازدم ریه را تقلید کرده و رابط بین ریه و هوا را شبیه سازی کند. در ضمن توانایی تکرار این ویژگی ها به محققان اجازه می دهد تا اختلالات ریه را در عوامل مختلف بهتر مطالعه کنند.
چنگ پنگ در ادامه می گوید: استفاده از مدل های فعلی اندام روی یک تراشه برای دانشمندان عادی دشوار است. همچنین از آنجایی که اکثر مدل‌ها یکبار مصرف هستند، مطالعه آنها را محدود کرده و پیاده سازی آنها هم پرهزینه و فشرده است. ساخت و استفاده از اندام ها روی تراشه ها برای اینکه به کل جامعه تحقیقاتی امکان استفاده کامل از مزایای آنها را بدهد، حیاتی است. برای مثال، آزمایشگاه من تراشه های بافتی مختلفی را طراحی کرده است که استاندارد و مدولار هستند و به محققان این امکان را می‌دهند تا قطعات از پیش ساخته شده را برای اجرای آزمایش‌های خود به آسانی جمع‌آوری کنند.
به گزارش سیناپرس، چنگ پنگ چن در پایان می افزاید: من معتقدم که ساخت اندام‌ها روی تراشه ها این پتانسیل را دارند که پیشرفت‌هایی در کشف دارو ایجاد کرده و به محققان این امکان را می دهند تا درک بهتری از نحوه عملکرد اندام‌ها در سلامت و بیماری داشته باشند.
مترجم: فرگل غفاری
منبع: popsci
No tags for this post.
