به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، در ماه آوریل سال ۲۰۲۶، تحولات چشمگیری در حوزه پزشکی شخصی‌ساز برای درمان سرطان پستان رخ داده است. محققان با استفاده از سامانه‌های چندارگانوئیدی برگرفته از سلول‌های بنیادی پرتوان القایی بیماران، گامی بلند در جهت شبیه‌سازی فرآیند جذب، توزیع، متابولیسم و دفع داروها در برداشته‌اند. این رویکرد نوین، پزشکان را قادر می‌سازد تا پیش از تجویز دارو برای بیمار، تأثیر واقعی آن را بر بافت‌های مختلف بدن شبیه‌سازی کنند. از سوی دیگر، فناوری انقلابی ارگانوئیدهای شیری با الهام از فرآیند طبیعی شیردهی، امید تازه‌ای برای مهار عود تومور و بازسازی همزمان بافت پستان ایجاد کرده است.

سرطان پستان

سرطان پستان شایع‌ترین بدخیمی در میان زنان جهان است و علی‌رغم پیشرفت‌های قابل توجه در روش‌های تشخیصی و درمانی، همچنان چالش‌های بزرگی پیش روی پزشکان قرار دارد. تنوع ژنتیکی و مولکولی بالای این بیماری، سبب می‌شود که درمان یکسان برای بیماران متفاوت، پاسخ‌های گوناگونی به همراه داشته باشد. برخی بیماران به درمان‌های رایج پاسخ مطلوب می‌دهند و برخی دیگر با مقاومت دارویی یا عود مواجه می‌شوند. این واقعیت، ضرورت حرکت به سمت رویکردهای شخصی‌ساز را بیش از پیش آشکار می‌سازد. در این میان، فناوری ارگانوئیدها به عنوان مدل‌های سه‌بعدی مینیاتوری از اندام‌های انسانی، انقلابی در عرصه پزشکی دقیق ایجاد کرده و افق‌های تازه‌ای را برای درک و درمان سرطان پستان گشوده است.

تاریخچه

ایده استفاده از مدل‌های سلولی برای شبیه‌سازی پاسخ به درمان، پیشینه‌ای چندین دهه دارد. کشت سلول‌های دوبعدی سنتی، اولین گام در این مسیر بود، اما این روش قادر به بازآفرینی معماری پیچیده بافت تومور و تعاملات سلول‌ها با محیط اطراف نبود. ورود مدل‌های حیوانی اگرچه اطلاعات ارزشمندی فراهم کرد، اما تفاوت‌های میان گونه‌ای همواره محدودیت بزرگی به شمار می‌رفت. نقطه عطف این مسیر، تولد ارگانوئیدها در اوایل دهه ۲۰۱۰ بود. محققان دریافتند که سلول‌های بنیادی بالغ یا پرتوان قادرند در شرایط آزمایشگاهی مناسب، خود را به ساختارهای سه‌بعدی شبه‌اندام سازماندهی کنند. در سال‌های بعد، ارگانوئیدهای توموری مشتق از بیمار به سرعت جایگاه خود را به عنوان ابزاری قدرتمند برای مطالعه بیولوژی سرطان و غربالگری داروها تثبیت کردند. اما محدودیت اصلی مدل‌های ارگانوئیدی اولیه، ناتوانی در شبیه‌سازی فرآیند متابولیسم دارو در کبد و جذب در روده بود - عاملی که تأثیر شگرفی بر اثربخشی واقعی داروها در بدن انسان دارد.

شیوه مطالعاتی

در یک مطالعه پیشگامانه که در مارس ۲۰۲۶ در مجله Signal Transduction and Targeted Therapy منتشر شد، محققان به رهبری جونگ هوا لیم رویکردی نوآورانه برای غلبه بر این محدودیت ارائه دادند. آن‌ها از یک بیمار مبتلا به سرطان پستان با جهش در ژن NF1، سلول‌های طبیعی بدن را گرفتند و با استفاده از فناوری بازبرنامه‌ریزی سلولی، این سلول‌ها را به سلول‌های بنیادی پرتوان القایی تبدیل کردند. این سلول‌های بنیادی که توانایی تمایز به هر نوع سلولی را دارند، سپس در محیط‌های کشت ویژه هدایت شدند تا به ارگانوئیدهای روده، کبد و کلیه تمایز یابند. این سامانه چندارگانوئیدی که سامانه کشت ارگانوئیدی شبک‌مانند نام گرفت، قادر بود مسیر کامل یک دارو را در بدن شبیه‌سازی کند: ارگانوئید روده جذب دارو را شبیه‌سازی می‌کرد، ارگانوئید کبد متابولیسم و سمیت کبدی را بازآفرینی می‌نمود و ارگانوئید کلیه فرآیند دفع دارو را مدل می‌کرد. به موازات این ارگانوئیدهای سالم، محققان با استفاده از سلول‌های توموری خود بیمار، یک مدل توموری نیز ایجاد کردند. سپس، هشت مهارکننده مختلف مسیر PI3K-mTOR در این سامانه چندارگانوئیدی مورد آزمایش قرار گرفتند. در رویکردی دیگر، گروهی از محققان به رهبری وانگ شنگ‌چیانگ از دانشگاه سوچو، با همکاری ژن گو و یو جی‌چنگ از دانشگاه ژجیانگ، ایده‌ای الهام‌گرفته از طبیعت را به کار گرفتند. آن‌ها با الهام از فرآیند شیردهی، ارگانوئیدهای پستانی را به حالت شیری وارد کردند. در این حالت، قطرات چربی درون سلول‌های ارگانوئید تجمع می‌یابد. محققان یک پیش‌داروی هوشمند متشکل از دو ماده - دوکسوروبیسین (داروی شیمی‌درمانی) و رتینال (مشتقی از ویتامین آ) - طراحی کردند که قابلیت نفوذ به درون این قطرات چربی را دارد. این ارگانوئیدهای بارگذاری شده با دارو، پس از کاشت در محل جراحی، با انقباضات خودکار سلول‌های میواپیتلیال، محتویات خود را مانند فرآیند طبیعی شیردهی به محیط اطراف ترشح می‌کردند.

نتایج

نتایج این تحقیقات بسیار امیدبخش بوده است. در مطالعه سامانه چندارگانوئیدی، مشخص شد که داروی Paxalisib در مقایسه با سایر مهارکننده‌ها، جذب خوراکی بهتری دارد و در ارگانوئیدهای کبد و کلیه غلظت خونی مناسبی ایجاد می‌کند. جالب‌تر اینکه، محققان دریافتند که جهش NF1 تأثیر مستقیمی بر متابولیسم داروها دارد؛ ارگانوئید کبدی بیمار نسبت به نمونه سالم، سطح پایین‌تری از آلبومین و فعالیت آنزیم‌های متابولیسم دارو را نشان داد. اما نقطه اوج این پژوهش، شناسایی یک رویکرد ترکیبی قدرتمند بود. محققان یک استراتژی پرش اگزونی طراحی کردند که با استفاده از الیگونوکلئوتیدهای آنتی‌سنس، خطای ژنتیکی NF1 را اصلاح می‌کند. هنگامی که این رویکرد ژن‌درمانی با Paxalisib ترکیب شد، یک اثر هم‌افزایی شگفت‌انگیز پدیدار گشت. در حالی که Paxalisib به تنهایی غلظت مهاری ۱۹.۴ میکرومولار داشت، ترکیب این دو روش این رقم را به ۱.۲ میکرومولار کاهش داد. این به معنای افزایش بیش از ۱۶ برابری حساسیت سلول‌های توموری به دارو بود. در مدل‌های حیوانی نیز این ترکیب درمانی منجر به کاهش چشمگیر حجم و وزن تومور، افزایش مرگ برنامه‌ریزی شده سلولی و کاهش تکثیر سلول‌های سرطانی گردید. در سوی دیگر، ارگانوئیدهای شیری موفقیت قابل توجهی در مهار عود تومور نشان دادند. در مدل‌های موشی، درمان با ارگانوئیدهای بارگذاری شده با پیش‌دارو، نرخ عود تومور را تا ۲۵ درصد کاهش داد و ۷۵ درصد موش‌ها بیش از ۱۰۰ روز زنده ماندند. نکته حائز اهمیت، توانایی این ارگانوئیدها در بازسازی بافت پستان بود. ارگانوئیدهای کاشته شده با بافت میزبان ادغام شدند، سیستم مجاری پستان را بازسازی کردند و در موش‌های باردار، توانایی تولید شیر بازیابی گردید.

دستاورد

دستاورد بزرگ این پژوهش‌ها، گذر از مدل‌های ساده سلولی به سمت سامانه‌های پیچیده‌ای است که پیچیدگی‌های بدن انسان را با دقت بیشتری بازآفرینی می‌کنند. سامانه چندارگانوئیدی برای اولین بار امکان ارزیابی همزمان ویژگی‌های ژنتیکی تومور و فارماکوکینتیک دارو را در یک پلتفرم واحد فراهم می‌کند. این بدان معناست که پزشک می‌تواند پیش از تجویز دارو برای بیمار، بداند که دارو چه میزان جذب می‌شود، چگونه متابولیزه می‌گردد و چه غلظتی به تومور می‌رسد. ارگانوئیدهای شیری نیز مرز تازه‌ای در پزشکی بازساختی گشوده‌اند. این رویکرد برای نخستین بار دو هدف متضاد - نابودی سلول‌های سرطانی باقیمانده و بازسازی همزمان بافت سالم - را در یک راهکار واحد تحقق بخشیده است. استفاده از خود سلول‌های بنیادی پرتوان القایی بیمار برای ساخت این ارگانوئیدها، دورنمای درمان‌های کاملاً شخصی‌ساز را ترسیم می‌کند که در آن، نه تنها پاسخ به دارو پیش‌بینی می‌شود، بلکه بافت از دست رفته نیز بازسازی می‌گردد.

گام بعدی مطالعه

گام بعدی محققان، ورود این فناوری‌ها به کارآزمایی‌های بالینی گسترده‌تر است. برای سامانه چندارگانوئیدی، برنامه‌هایی برای بررسی کارایی این رویکرد در سایر سرطان‌های دارای جهش‌های ژنتیکی خاص تدوین شده است. محققان در حال تکمیل پروتکل‌هایی هستند که بتوان این فناوری را در مدت زمان کوتاهی (چند هفته) از نمونه‌برداری بیمار تا ارائه گزارش درمانی، به کار گرفت. برای ارگانوئیدهای شیری، تیم تحقیقاتی موفق به تولید ارگانوئیدهای پستانی از سلول‌های بنیادی پرتوان القایی انسانی شده است و گام بعدی، ارزیابی ایمنی و کارایی این رویکرد در مدل‌های بزرگ‌تر پیش از طراحی کارآزمایی‌های بالینی در انسان است. همچنین، پژوهشگران در حال بررسی امکان تعمیم این فناوری به سایر تومورهای جامد و بازسازی بافت‌های متناظر هستند. افق پیش رو، پزشکی بازساختی شخصی‌سازی شده‌ای است که در آن، سلول‌های بنیادی خود بیمار، هم نقش جنگنده علیه سرطان و هم نقش معمار بازسازی بافت‌های آسیب دیده را ایفا می‌کنند.

پایان مطالب/.