مدل‌سازی چندین اندام بدن تنها بر روی یک تراشه

محققان مرکز پزشکی ایروینگ (Irving) دانشگاه کلمبیا، با همکاری دانشکده مهندسی کلمبیا، یک سیستم "اندام روی تراشه" (organ-on-a-chip) متشکل از بافت‌های قلب، کبد، استخوان و پوست انسان و همچنین سلول‌های ایمنی برای تقلید از فیزیولوژی بدن انسان ایجاد کرده‌اند.

کد خبر: ۴۲۷۳۳۱

تاریخ: ۱۴ ارديبهشت ۱۴۰۱ - ۰۴:۵۱

به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از آی‌ای،  امروزه بافت‌های مهندسی‌شده پایه و اساس اصلی مدل‌ بیماری‌ها هستند و شرایط ایده آلی را برای بررسی پیشرفت بیماری و اثربخشی داروها فراهم می‌کنند. با این حال، بدن انسان مجموعه‌ای متشکل از انواع بافت است که به صورت مجزا کار نمی‌کنند و از نظر فیزیولوژیکی با یکدیگر ارتباط دارند. بنابراین، محققان در حال کار بر روی توسعه سیستم‌های "ارگان روی یک تراشه" هستند که می‌توانند بدن انسان را شبیه‌سازی کنند و اطلاعات بیشتری در مورد چگونگی پیشرفت بیماری‌ها و تأثیر داروها بر سایر اندام‌ها ارائه دهند.

تقلید از بدن انسان به صورت منحصربه‌فرد

سیستم "چند اندام روی یک تراشه" که توسط محققان توسعه یافته است، تنها به اندازه یک لام میکروسکوپ است و از قلب، استخوان، کبد و بافت‌های پوست انسان تشکیل شده که هر کدام از نظر منشأ جنینی، ویژگی‌های ساختاری و عملکردی منحصربه‌فرد هستند و به محیط مستقل خود نیاز دارند. بافت‌های اندام‌ها همگی توسط جریان عروقی سلول‌های ایمنی به هم مرتبط هستند.

رشد و بالغ شدن این نوع بافت‌ها چهار تا ۶ هفته طول به طول انجامید و محققان همچنین توانستند این بافت‌ها را در محیط‌های مجزا برای چهار هفته دیگر حفظ کنند.

مطالعه داروهای ضد سرطان

محققان اثرات داروی ضد سرطان "دوکسورابیسین" (doxorubicin) را مورد مطالعه قرار دادند که به طور گسترده در بین بیماران مبتلا به این بیماری استفاده می‌شود و گزارش شده که اثرات نامطلوبی دارد. این تیم یک مدل محاسباتی جدید برای شبیه‌سازی جذب، توزیع و متابولیسم دارو بر روی "تراشه چند اندامی" ایجاد کردند و دقت آن را با مطالعه متابولیسم "دوکسورابیسین" تأیید کردند.

"گوردانا وونژاک-نواکویچ" (Gordana Vunjak-Novakovic)، ‌ رهبر این پروژه می‌گوید: ما توانستیم برخی از نشانگرهای مولکولی اولیه مسمومیت قلبی (cardiotoxicity) را که عارضه جانبی اصلی این دارو است، شناسایی کنیم. "تراشه چند اندامی" به دقت مسمومیت قلبی و بیماری‌های عضله قلب (cardiomyopathy) را پیش‌بینی می‌کرد، این عوارض اغلب به مداخله پزشک نیاز دارند تا دوزهای درمانی "دوکسورابیسین" را کاهش دهند یا حتی درمان را متوقف کنند.

این تیم در حال حاضر از انواعی از تراشه‌ها برای مطالعه متاستاز در سرطان پستان، پروستات، خون و همچنین تاثیر عفونت سارس-کوو-۲ که عامل بیماری کووید-۱۹ است بر قلب، ریه و سیستم عروقی استفاده می‌کنند.