یادداشت چند منبعی
تولید ارگانوئیدهای تنفسی چاپ شده با پرینتر سهبعدی
دانشمندان دانشگاه هنگ کنگ در حال بررسی رشد اندامها با استفاده از فناوری چاپ سهبعدی هستند.
امتیاز:
به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، دانشمندان دانشگاه هنگ کنگ (HKU) در تلاشند تا بافت تنفسی چاپ شده سهبعدی را با «ارگانوئیدها» یا «ریزاندامها» که در آزمایشگاه از سلولهای بیمار رشد داده شدهاند، ترکیب کنند تا در آینده به بیمارانی که نیاز به پیوند دارند کمک کنند. پروفسور مایکل چن چیوای از مرکز ایمنیشناسی و عفونت دانشگاه هنگ کنگ گفت تیم او در حال تولید راههای هوایی شخصیسازیشده چاپ شده سهبعدی برای قربانیان سوختگی است که با استفاده از ارگانوئیدهایی که از سلولهای خود بیماران، جمعآوری شده از طریق یک سواب دهانی، رشد یافتهاند ساخته میشوند. او گفت: «راههای هوایی یکی از تخصصهای ما است و به آن زمان زیادی اختصاص دادهایم. وقتی افراد دچار سوختگی میشوند، ممکن است نیاز به بازسازی راه هوایی داشته باشند». فناوریهای موجود اجازه چاپ سهبعدی راه هوایی با استفاده از زیستمواد را میدهند، اما بدون سلولها، نمیتواند عملکردهای راه هوایی را انجام دهد».
اهمیت تولید بافتها و اندامهای پیوندی
بافتها و اندامهای پیوندی فعلی که برای ترمیم نقصهای اندامی استفاده میشوند، عمدتاً از اهداکنندگان انسانی تأمین میشوند. از آنجایی که قابلیت بازسازی بافتها و اندامها به شدت محدود است، تأمین نیازهای بالینی بهشدت چالشبرانگیز است .در چین، هر سال تقریباً 1.5 میلیون بیمار در انتظار پیوند عضو هستند، اما کمتر از 1500 نفر از آنها به اهداکنندگان مناسب دسترسی دارند .علاوه بر این، عرضه بافتها و اندامها برای مدت طولانی تقریباً ثابت مانده است، در حالی که تقاضا برای پیوندها همچنان رو به افزایش است .بنابراین، کمبود بافتها و اندامها به یک مشکل بزرگ پزشکی و بار اجتماعی عظیم تبدیل شده است. در سال 1993، پروفسور واکانتی مفهوم مهندسی بافت را مطرح کرد که هدف آن ایجاد بافتها و اندامهای بیونیک برای حل کامل مشکل کمبود اهداکنندگان است .از زمان شکلگیری این مفهوم، مطالعات متعددی در این زمینه انجام شده است، اما تنها تعداد کمی از دستاوردها در پیوندهای بالینی به کار رفتهاند که عمدتاً به دلیل محدودیتهای تکنولوژیکی در ساخت بافتهای عروقیشده است . به طور کلی، فاصله مویرگها در بافت زنده تقریباً بین 60 تا 300 میکرومتر است و سلولها میتوانند در محدودهای حدود 200 میکرومتر در اطراف مویرگها زنده بمانند. مناطقی خارج از این محدوده باعث کاهش چشمگیر نرخ بقا سلولها میشود، زیرا شبکه عروقی برای انتشار اکسیژن، تأمین مواد مغذی و دفع ضایعات بسیار حیاتی است. بنابراین، شبکههای عروقی به خوبی توسعهیافته برای زنده ماندن بلندمدت بافتها و اندامها ضروری هستند.
تولید ارگانوئیدهای تنفسی
ارگانوئیدها با استفاده از سلولهای بنیادی یک فرد تکوین مییابند و میتوانند عملکرد و ساختار واقعی اندامهای آن فرد را تقلید کنند. آنها میتوانند برای تست واکنش فرد به دارو، واکسن یا بیماریها استفاده شوند. چن گفت دانشگاه هنگ کنگ یکی از پیشروترین مؤسسات جهان در تحقیق و تکوین ارگانوئیدهای تنفسی است و شرکت جانبی به نام C2iTech را برای کشت شخصیسازی شده ارگانوئیدها تأسیس کرده است. او افزود: «قرار دادن سلولها در بافت چاپ شده سهبعدی نیاز به فناوری ارگانوئید پیشرفته ما دارد.» وی گفت که فناوریهای فعلی میتوانند راههای هوایی چاپ سهبعدی تولید کنند و برخی شرکتها موفق شدهاند سلولهای پایهای (Basal cells) که در لایه پایینترین پوست یافت میشوند را روی آنها قرار دهند، اما استفاده از راههای هوایی چاپ شده سهبعدی هنوز رایج نیست. اما در راه هوایی، سلولهایی پیشرفتهتر و ضروری وجود دارند که وظایفی مانند ایجاد ساختارهای مو مانند برای حرکت دادن مخاط یا تولید مخاط را بر عهده دارند. او گفت: «ارگانوئیدهای ما قادر به انجام این عملکردها هستند، بنابراین امیدواریم بتوانیم آنها را در راه هوایی چاپ شده سهبعدی قرار دهیم.»
تولید سایر اندامها با چاپ سهبعدی
در آینده، این کار محدود به راه هوایی نخواهند بود و امیدوارند بتوانند همین کار را برای سایر اندامها نیز انجام دهند. چاپ سهبعدی با زیستمواد آسان است اما آنچه اهمیت دارد نوع سلولهایی است که در آنها قرار میدهید. دانشمندان دانشگاه هنگ کنگ پیشتر فناوریای را تکوین دادهاند که به آنها اجازه میدهد سلولهای فرد را با استفاده از یک سواب دهانی جمعآوری کنند و این سلولها برای رشد ارگانوئیدها استفاده میشوند. چن گفت تیمش در حال حاضر در حال یافتن بهترین روش برای متصل کردن ارگانوئیدها به بافت چاپ شده سهبعدی است. او توضیح داد: «رویکرد ما این است که ساختارهایی شبیه میلگرد در ساختمانسازی ایجاد کنیم و ارگانوئیدها را به آنها بچسبانیم، مثل اینکه کباب ماهی را به سیخ بکشید.»
تولید یک دستگاه پیشرفته برای تولید ارگانوئید
مرکز ایمنیشناسی و عفونت HKU و شرکت C2iTech با همکاری شرکت ژاپنی هیتاچی یک دستگاه پیشرفته ساختهاند که میتواند تولید ارگانوئید را خودکار کند. چن گفت این دستگاه اولین نمونه از نوع خود در جهان است که در تولید ارگانوئیدهای تنفسی تخصص دارد و میتواند تولید اندامهای شخصی چاپ شده سهبعدی را تسهیل کند. او افزود قبلاً ارگانوئیدها به صورت دستی کشت داده میشدند و هر دو روز یک بار باید محیط کشت تعویض میشد که کار بسیار پرزحمت و پیچیدهای بود و هر فرد در تیم فقط میتوانست ارگانوئیدهای یک بیمار را مدیریت کند. این دستگاه میتواند به طور همزمان ۱۲۸ نمونه را مدیریت کند و بار کاری و خطاهای انسانی را کاهش دهد. او گفت: «اکنون دستگاه به ما کمک میکند ارگانوئیدها را تغذیه کنیم. نسخه نهایی آن از جمعآوری سلولهای بنیادی تا رشد کامل ارگانوئید را انجام خواهد داد.»
تولید ارگانوئیدها برای کاربردهای مختلف
چن گفت آنها از ارگانوئیدها برای پیشبینی واکنش افراد به بیماریها، داروها و واکسنها استفاده میکنند و این ارگانوئیدها به شرکتهای داروسازی برای تست داروهای جدید فروخته میشوند. همچنین دستگاه در آینده میتواند تجاری شود. او گفت: «ارگانوئیدها میتوانند نشان دهند که یک دارو برای شما موثر است یا نه. این چیزی است که ما آن را داروی شخصیسازیشده مینامیم.» او افزود: «انتظار دارم ارگانوئیدها در آینده یک نیاز ضروری شوند. وقتی این فناوری به طور گسترده پذیرفته شود، دیگر نیازی به کارهای دستی نخواهد بود و مردم به دنبال دستگاههایی خواهند بود که این کارها را با کارایی بالاتر انجام دهند.»
پایان مطلب/.