استفاده از organ-on-chip برای مدل سازی بیماری های قلبی
برای مطالعه بیماری ها یا تست درمان های دارویی بالقوه، محققین معمولا سلول های کشت شده را روی ظروف آزمایشگاهی کشت می دهند یا از جانوران آزمایشگاهی استفاده می کنند، اما در سال های اخیر، محققین از رویکردی متفاوت موسوم به organ-on-chip استفاده می کنند که عملکرد اندام های انسانی را به خوبی تقلید می کنند و ابزارهای ارزان تر و موثرتری را برای اهداف گفته شده فراهم می آورند.
امتیاز:
به گزارش بنیان به نقل از medicalxpress، در مطالعه ای جدید محققین دانشگاه سنگاپور، دستگاهی را ساخته اند که به میزان قابل توجهی برای تقلید بیماری آترواسکلروزیس یا سفت شدن عروق خونی مناسب است. آن ها با استفاده از این دستگاه نشان داده اند که این سیستم جدید می تواند برای مطالعه پاسخ های التهابی مهم در سلول های مفروش کننده دیواره عروق(سلول های اندوتلیالی) مورد استفاده قرار گیرد، شرایطی که در مدل های جانوری فراهم نیست.
آترواسکلروزیس یک بیماری مهم و پیچیده است و زمانی ایجاد می شود که چربی، کلسترول و سایر مواد موجود در خون پلاک هایی را تشکیل داده و در دیواره داخلی شریان ها رسوب کنند. این رسوبات عروق خونی را سفت کرده و منجر به بیماری های قلبی عروقی می شوند. درک این سخت شدن غیر طبیعی عروق برای مطالعه و درمان بیماری های عروقی مهم بوده و می تواند به مهار ایست های قلبی حاد منتهی شود. در سیستم یا دستگاه organ-on-chip تولید شده در این مطالعه، محققین به جای پیچیدگی زیستی، بیشتر روی شکل و هندسه عروق تمرکز داشته اند که فاکتورهای کلیدی ایجاد آترواسکلروزیس هستند. این سیستم که قابلیت جریان خون را دارد به صورت یک چیپ با ابعاد یک اینچ مربع است که دارای دو اتاقک بهم چسبیده می باشد که بوسیله یک غشای پلیمری منعطف و نازک جداسازی می شود. در اتاقک زیرین هوا و در اتاقک رویی جریانی از مایع وجود دارد که ویژگی های مکانیکی خون را تداعی می کند. در اتاقک مملو از جریان و روی غشای پلیمری ذکر شده، محققین سلول های اندوتلیالی را رشد دارند که همان سلول های مفروش کننده عروق خونی هستند. زمانی که هوا به درون اتاقک زیرین پمپ می شود، غشا مانند بالون کشیده شده و حبابی را تولید می کند که جریان مایع را بلوک می کند. این فرایند توخالی بودن رگ را شبیه سازی می کند. اتاقک مملو از مایع منقبض می شود و موجب می شود که جریان در برخی از نقاط سریع تر و در برخی نقاط آهسته تر شود. زمانی که سلول ها در محیطی مداوم اما آهسته از مایع رشد کنند، این سلول ها اندوتلیالی رشد کرده و پروتئین ICAM-1 را بیان می کنند که با التهاب همراه بوده و برای ایجاد آترواسکلروزیس مهم است. جایگزینی محیط کشت با خون انسان در این سیستم موجب شد که سلول های ایمنی زیادی به نام منوسیت، در نواحی با جریان کم به سلول های اندوتلیالی متصل شوند. این منوسیت ها مسئول اصلی تجمع چربی و ایجاد پلاک ها در آترواسکلروزیس هستند. به عقیده محققین، نتایج این مطالعه روی چیپ تصویر قابل قبول و گسترده ای از آترواسکلروزیس ارائه می دهد: اختلال در جریان خون منجر به افزایش التهاب عروقی می شود که افزایش پلاک ها درون عروق بوسیله منوسیت ها را در پی خواهد داشت.
پایان مطلب/