به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، در پی شیوع گسترده ویروس SARS-CoV-2 و بحران جهانی کووید-۱۹ از سال ۲۰۲۰، توسعه ابزارهای دقیق برای ارزیابی اثربخشی آنتی‌بادی‌ها و واکسن‌ها به یک اولویت فوری در حوزه علوم زیست‌پزشکی تبدیل شد. روش‌های رایج مبتنی بر رده‌های سلولی برای سنجش اثربخشی درمان‌ها، اگرچه کاربردی بوده‌اند، اما نتوانسته‌اند تصویر دقیقی از رفتار ویروس و پاسخ‌های دارویی در بدن انسان ارائه دهند. اکنون تیمی از پژوهشگران دانشگاه هنگ‌کنگ (HKUMed) موفق شده‌اند اولین پلتفرم ارزیابی آنتی‌بادی‌های خنثی‌کننده SARS-CoV-2 را با استفاده از ارگانوئیدهای بینی طراحی و به مرحله اجرا درآورند. این پلتفرم پیشرفته، با شبیه‌سازی دقیق بافت‌های تنفسی انسان، امکان ارزیابی دقیق‌تری از عملکرد آنتی‌بادی‌ها و واکسن‌ها فراهم می‌سازد. این نوآوری می‌تواند به عنوان یک «استاندارد طلایی» جدید در ارزیابی درمان‌های ضدویروسی، نه‌تنها در مقابله با کووید-۱۹ بلکه در برابر دیگر ویروس‌های تنفسی نیز به کار رود.

تاریخچه و پیشینه تحقیق

از سال ۲۰۱۷، تیمی از دانشمندان دانشگاه هنگ‌کنگ شامل پروفسور جین ژو جی، پروفسور کلوین تو کای-وانگ و پروفسور یوان کووک-یونگ با همکاری پروفسور هانس کلورز از مؤسسه هوبریشت، کار بر روی توسعه سیستم کشت ارگانوئیدهای تنفسی را آغاز کردند. آن‌ها با بهره‌گیری از سلول‌های بنیادی ریه و سلول‌های اپیتلیال بینی، موفق به تولید ارگانوئیدهایی شدند که ویژگی‌های ساختاری و عملکردی بافت‌های تنفسی انسان را بازآفرینی می‌کنند. این تیم، با اصلاحات مستمر، سه نوع ارگانوئید استاندارد شامل ارگانوئیدهای بینی، راه هوایی و آلوئولی را توسعه داد. این مدل‌ها، سلول‌های پوششی کامل دستگاه تنفسی را در شرایط آزمایشگاهی بازسازی می‌کنند. از آن زمان تاکنون، این ارگانوئیدها به ابزارهایی حیاتی در تحقیقات بیماری‌های تنفسی و توسعه داروهای ضدویروسی تبدیل شده‌اند. این نوآوری تاکنون دو مدال طلا از نمایشگاه بین‌المللی اختراعات ژنو در سال‌های ۲۰۲۳ و ۲۰۲۵ کسب کرده است.

شیوه مطالعاتی و رویکرد علمی

تیم تحقیقاتی دانشگاه هنگ‌کنگ با طراحی یک پلتفرم مبتنی بر ارگانوئیدهای بینی، امکان ارزیابی عملکرد آنتی‌بادی‌های خنثی‌کننده ویروس کرونا را فراهم کرده است. برخلاف آزمایش‌های مبتنی بر رده‌های سلولی که در محیط‌های مصنوعی انجام می‌شوند، این پلتفرم از بافت‌هایی استفاده می‌کند که از نظر ساختار و عملکرد شباهت زیادی به مجاری تنفسی انسان دارند. در این پژوهش، ارگانوئیدهای مشتق‌شده از سلول‌های انسانی در قالب ۹۶ ترنس‌ول کشت داده شدند و به ویروس SARS-CoV-2 آلوده شدند. سپس، آنتی‌بادی‌ها و واکسن‌های مختلف روی این ارگانوئیدها آزمایش شدند تا میزان خنثی‌سازی ویروس در شرایطی نزدیک به بدن انسان بررسی شود. یکی از مهم‌ترین مزایای این روش، حضور گیرنده‌ها و پروتئازهای ویروسی طبیعی مشابه بدن انسان است که امکان پیش‌بینی دقیق‌تر نتایج بالینی را فراهم می‌آورد.

نتایج تحقیق

نتایج این مطالعه نشان دادند که پلتفرم ارگانوئیدی توسعه‌یافته می‌تواند به شکل قابل توجهی دقیق‌تر از روش‌های سنتی، اثربخشی آنتی‌بادی‌ها را ارزیابی کند. به عنوان نمونه، آنتی‌بادی VIR-7831 که در آزمایش‌های سلولی اثربخشی محدودی در برابر سویه‌های اومیکرون نشان داده بود، در این پلتفرم ارگانوئیدی اثربخشی بالایی را نشان داد. این یافته با نتایج حاصل از چندین کارآزمایی بالینی همخوانی داشت که اثربخشی این آنتی‌بادی در پیشگیری از بستری شدن و مرگ را حتی در دوران سلطه سویه اومیکرون تأیید کرده بودند. به‌علاوه، گروه دیگری از آنتی‌بادی‌های هدف‌گیرنده ناحیه S2 ویروس که در آزمایش‌های حیوانی موثر بودند، در مدل‌های ارگانوئیدی اثربخشی بسیار بیشتری از آنچه در آزمایش‌های رده سلولی مشاهده شده بود، نشان دادند.

دستاوردها و اهمیت فناوری

ارگانوئیدهای تنفسی توسعه‌یافته توسط تیم HKUMed اکنون به عنوان یک ابزار پیشرفته برای سنجش ایمنی و اثربخشی آنتی‌بادی‌ها و واکسن‌های ضدویروسی شناخته می‌شوند. ویژگی‌های کلیدی این مدل‌ها شامل شباهت زیاد به ساختار بافت‌های تنفسی انسان، حضور گیرنده‌های واقعی مانند ACE2، و توانایی بازتولید نتایج بالینی در محیط آزمایشگاهی هستند. این دستاورد نه تنها به بهبود فرآیند ارزیابی داروهای موجود کمک می‌کند، بلکه در شناسایی ترکیبات درمانی جدید با پتانسیل بالینی واقعی نیز مؤثر است. در نتیجه، پلتفرم ارگانوئیدی می‌تواند به توسعه سریع‌تر، دقیق‌تر و کم‌هزینه‌تر داروها و واکسن‌های جدید کمک کند و نقشی کلیدی در افزایش آمادگی جهانی در برابر بیماری‌های ویروسی ایفا نماید. علاوه بر این، سیاست جدید سازمان FDA در سال ۲۰۲۵ مبنی بر تشویق استفاده از فناوری‌های جایگزین حیوانات آزمایشگاهی، نقش ارگانوئیدها را بیش از پیش برجسته کرده است. بر اساس این سیاست، طی ۳ تا ۵ سال آینده، انجام آزمایش‌های حیوانی به‌تدریج کنار گذاشته خواهد شد و ارگانوئیدها جایگزین آن‌ها می‌شوند.

گام بعدی و آینده‌نگری

پژوهشگران دانشگاه هنگ‌کنگ قصد دارند تا استفاده از این فناوری را به طیف گسترده‌تری از ویروس‌های تنفسی مانند آنفلوآنزا، RSV و کروناویروس‌های دیگر نیز گسترش دهند. هدف آن‌ها توسعه پلتفرم‌های ارگانوئیدی چندمنظوره است که بتواند برای ارزیابی انواع داروهای ضدویروسی، واکسن‌ها، و حتی درمان‌های ژنی مورد استفاده قرار گیرد. پروفسور جین ژو جی تأکید می‌کند که این فناوری در آینده نه‌تنها می‌تواند فرآیند توسعه داروها را تسریع بخشد، بلکه می‌تواند به پیش‌بینی بهتر واکنش بیماران به درمان‌ها نیز کمک کند. همچنین این تیم در حال بررسی امکان استفاده از ارگانوئیدها در پزشکی شخصی و تطبیق درمان‌ها با ویژگی‌های فردی بیماران استدر نهایت، پروفسور کلوین تو کای-وانگ نتیجه‌گیری می‌کند: ارگانوئیدها نقش کلیدی در آینده تحقیقات زیست‌پزشکی ایفا خواهند کرد و با ارتقای دقت در ارزیابی درمان‌ها، سهم بزرگی در ارتقای سلامت عمومی و آمادگی جهانی برای مقابله با همه‌گیری‌های آینده خواهند داشت.

پایان مطلب/.