به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، دانشمندان مؤسسه بیومهندسی کاتالونیا با همکاری گروه‌های بین‌المللی موفق شدند فناوری نوینی برای تولید انبوه و پایدار ارگانوئیدهای کلیه انسانی توسعه دهند که نه تنها در محیط آزمایشگاهی رشد می‌کنند بلکه قابلیت ادغام با اندام‌های زنده حیوانی را نیز دارند. این دستاورد، گامی تعیین‌کننده به سوی استفاده بالینی از ارگانوئیدها برای ترمیم اندام‌های آسیب‌دیده و کاهش نیاز به پیوند کلیه است. در تازه‌ترین پژوهش منتشرشده در اواخر اکتبر ۲۰۲۵، محققان توانستند با بهره‌گیری از فناوری‌های زیست‌مهندسی و کشت سه‌بعدی سلولی، ارگانوئیدهای کلیه انسانی را در مقیاسی بی‌سابقه تولید کنند. این ارگانوئیدها سپس در محیط پرفیوژن نرموترمیک با کلیه‌های خوک ترکیب شده و مورد بررسی عملکردی قرار گرفتند. نتایج این مطالعه نشان داد که ارگانوئیدهای تولیدی نه تنها توانایی بقا و رشد دارند بلکه با بافت میزبان نیز تعامل فیزیولوژیک برقرار می‌کنند. این دستاورد می‌تواند مسیر جدیدی را برای بازسازی اندام‌ها و درمان نارسایی کلیوی بگشاید.

پزشکی بازساختی

پزشکی بازساختی در دهه اخیر به یکی از پیشروترین شاخه‌های علوم زیستی تبدیل شده است. هدف اصلی این حوزه، جایگزینی یا ترمیم بافت‌ها و اندام‌های آسیب‌دیده از طریق استفاده از سلول‌های بنیادی، ارگانوئیدها و فناوری‌های مهندسی بافت است. در میان اندام‌های مختلف بدن، کلیه جایگاه ویژه‌ای دارد زیرا نارسایی کلیوی یکی از شایع‌ترین بیماری‌های مزمن در جهان است و تنها درمان قطعی آن پیوند کلیه محسوب می‌شود. با توجه به کمبود اهداکننده‌های عضو، پژوهشگران سال‌هاست در پی یافتن روش‌هایی برای تولید کلیه‌های مصنوعی یا بازسازی‌شده از سلول‌های انسانی هستند. یکی از امیدبخش‌ترین مسیرها در این زمینه، استفاده از ارگانوئیدهای مشتق از سلول‌های بنیادی پرتوان انسانی است که قابلیت تقلید ساختار و عملکرد بافت‌های بدن را دارند.

تاریخچه پژوهش:

تلاش برای ساخت ارگانوئیدهای کلیه از اوایل دهه ۲۰۱۰ آغاز شد. در آن زمان دانشمندان موفق شدند سلول‌های بنیادی القایی انسانی را به سلول‌های پیش‌ساز کلیوی تمایز دهند. با این حال، چالش بزرگ در مسیر توسعه این فناوری، نبود روشی برای تولید انبوه و یکنواخت این ساختارهای سه‌بعدی بود. اغلب آزمایش‌ها در مقیاس کوچک و با تنوع زیاد در کیفیت انجام می‌شد که امکان کاربرد بالینی را محدود می‌کرد. مؤسسه بیومهندسی کاتالونیا (IBEC) که پیش‌تر نیز در زمینه مهندسی بافت‌های انسانی و مدل‌سازی ارگانوئیدها پیشگام بوده، در این پروژه با هدف غلبه بر این محدودیت‌ها اقدام به طراحی سامانه‌ای نوآورانه برای کشت مقیاس‌پذیر ارگانوئیدهای کلیوی کرده است.

شیوه مطالعاتی:

در این پژوهش، تیم تحقیقاتی از سلول‌های بنیادی پرتوان انسانی برای تولید سلول‌های پیش‌ساز کلیوی استفاده کرد. سپس با استفاده از بسترهای زیست‌سازگار و محیط‌های سه‌بعدی کنترل‌شده، هزاران ارگانوئید مشابه در شرایط استاندارد رشد داده شد. فرآیند کشت به‌گونه‌ای طراحی شد که بتوان به‌صورت هم‌زمان تعداد زیادی ارگانوئید با کیفیت مشابه تولید کرد. پس از رشد کامل، ارگانوئیدها با کلیه‌های خوک که در دستگاه پرفیوژن نرموترمیک قرار داشتند ترکیب شدند. این دستگاه شبیه‌ساز شرایط فیزیولوژیک درون بدن است و به اندام‌ها اجازه می‌دهد تا پس از جداسازی از بدن، همچنان فعال باقی بمانند. پژوهشگران با استفاده از تصویربرداری زنده، آزمایش‌های مولکولی و تحلیل‌های میکروسکوپی، ادغام و عملکرد ارگانوئیدها را در کلیه خوک بررسی کردند.

نتایج:
یافته‌های به‌دست‌آمده نشان داد که ارگانوئیدهای انسانی نه تنها در بافت کلیه خوک زنده ماندند بلکه با ساختارهای عروقی میزبان نیز ارتباط برقرار کردند. برخی از نشانگرهای عملکردی کلیه از جمله تولید پروتئین‌های اختصاصی نئفرون و تبادل مایعات در نواحی اتصال نیز مشاهده شد. این نتایج حاکی از آن است که ارگانوئیدها توانایی عملکرد فیزیولوژیک در محیط اندامی را دارند و می‌توانند به‌عنوان واحدهای بازسازی‌کننده در کلیه‌های آسیب‌دیده مورد استفاده قرار گیرند. یکی از نکات قابل‌توجه در این مطالعه، قابلیت تکرار و استانداردسازی فرآیند بود. تیم تحقیقاتی اعلام کرد که سیستم جدید قادر است بیش از ده هزار ارگانوئید در یک چرخه کشت تولید کند، بدون آنکه کیفیت سلولی یا ویژگی‌های عملکردی کاهش یابد. این میزان تولید، گامی بزرگ به‌سوی کاربری بالینی به شمار می‌رود زیرا تولید انبوه برای درمان بیماران ضروری است.

دستاورد پژوهش:

نتایج این تحقیق نقطه عطفی در مسیر انتقال فناوری ارگانوئیدها از آزمایشگاه به کاربرد بالینی محسوب می‌شود. برای نخستین بار نشان داده شد که می‌توان ساختارهای شبه‌کلیه انسانی را در مقیاس وسیع و با قابلیت ادغام در اندام زنده تولید کرد. این دستاورد می‌تواند چشم‌انداز جدیدی را در درمان بیماری‌های کلیوی بگشاید، به‌ویژه برای بیمارانی که در فهرست انتظار پیوند قرار دارند یا از نارسایی مزمن رنج می‌برند. علاوه بر آن، این فناوری می‌تواند در مدل‌سازی بیماری‌ها و آزمون داروهای جدید نیز کاربرد داشته باشد زیرا ارگانوئیدهای انسانی بازتاب دقیقی از عملکرد کلیه واقعی هستند.

گام بعدی مطالعه:

پژوهشگران اعلام کردند که در مرحله بعدی قصد دارند ارگانوئیدهای کلیوی را در مدل‌های حیوانی زنده پیوند بزنند تا پاسخ ایمنی، بقا و ادغام بلندمدت آن‌ها بررسی شود. همچنین برنامه‌ریزی شده است تا با همکاری مراکز بالینی اروپا، امکان استفاده از این ارگانوئیدها برای ترمیم جزئی کلیه‌های آسیب‌دیده انسان در مطالعات پیش‌بالینی بررسی شود. به گفته سرپرست تیم تحقیق، چالش‌های اصلی در این مسیر شامل اطمینان از ایمنی درازمدت، جلوگیری از پاسخ ایمنی شدید و طراحی محیط‌های کشت زیست‌سازگارتر است.

جمع‌بندی:
این پژوهش نمادی از همگرایی علم سلول‌های بنیادی، مهندسی بافت و فناوری زیست‌ساختاری است که با سرعتی فزاینده به واقعیت درمانی نزدیک می‌شود. تولید ارگانوئیدهای انسانی در مقیاس انبوه نه تنها امید تازه‌ای برای بیماران کلیوی ایجاد کرده بلکه می‌تواند الگوی مشابهی برای دیگر اندام‌ها مانند کبد، ریه و قلب نیز فراهم آورد. اگرچه راه بالینی هنوز طولانی است، اما این دستاورد نشان می‌دهد که پزشکی بازساختی در آستانه ورود به مرحله‌ای است که می‌تواند جایگزین واقعی برای پیوند عضو شود.

پایان مطالب/.