پیشرفتی در ساخت اندام‌های مصنوعی که رگ‌های خونی خود را تشکیل می‌دهند

طبق گزارش نیچر، محققان پیشرفته‌ترین مدل‌های اندام مینیاتوری تاکنون را توسعه داده‌اند که می‌توانند رگ‌های خونی مغذی را خود تولید کنند.

این ساختارها که قلب، کبد، ریه‌ها و روده‌ها را شبیه‌سازی می‌کنند، شامل انواع مختلفی از سلول‌ها و سازماندهی پیچیده‌ای هستند که در مدل‌های قبلی هرگز دیده نشده بود.

ارگانوئیدها - ساختارهای سلولی سه بعدی کوچک - مدت‌هاست که برای مطالعه بیماری‌ها و آزمایش داروها مورد استفاده قرار گرفته‌اند. با این حال، اکثر ارگانوئیدها فاقد رگ‌های خونی هستند که اندازه، عملکرد و بلوغ آنها را محدود می‌کند. به عنوان مثال، کلیه‌ها برای فیلتر کردن خون به رگ‌های خونی نیاز دارند و ریه‌ها برای تبادل گازها به آنها نیاز دارند.

ماه گذشته، دو تیم تحقیقاتی مستقل در مجلات Science و Cell نحوه ایجاد ارگانوئیدهای عروقی را از همان ابتدا منتشر کردند. آنها با سلول‌های بنیادی پرتوان شروع کردند، سپس تمایز آنها را دستکاری کردند تا هم بافت اندام و هم سلول‌های رگ‌های خونی ایجاد کنند.

اسکار ابیلز، متخصص سلول‌های بنیادی در دانشگاه استنفورد و از نویسندگان مطالعه قلب و کبد، گفت: «این مدل‌ها واقعاً قدرت رویکرد جدید را نشان می‌دهند.»

در ابتدا، تیم‌های تحقیقاتی اغلب بافت رگ‌های خونی و سایر بافت‌ها را به‌طور جداگانه در یک «مجموعه سلولی» (یک مدل لوله آزمایشگاهی که بسیاری از ارگانوئیدها یا سلول‌های دیگر را ترکیب می‌کند) مخلوط می‌کردند، اما این رویکرد هنوز ساختار واقعی را به‌طور کامل بازتولید نمی‌کرد.

این موفقیت از یک کشف غیرمنتظره حاصل شد. چندین گروه تحقیقاتی از جمله دانشگاه میشیگان هنگام کشت سلول‌های اپیتلیال متوجه شدند که ارگانوئیدها به‌طور خودبه‌خود سلول‌های اندوتلیال عروقی بیشتری تولید می‌کنند. آن‌ها به‌جای حذف آن‌ها، به دنبال «تکثیر» این پدیده در ارگانوئیدهای روده‌ای بودند.

با در نظر گرفتن این نکته، یفی میائو و همکارانش در موسسه جانورشناسی، آکادمی علوم چین، سعی کردند رشد همزمان سلول‌های اپیتلیال و سلول‌های رگ‌های خونی را در یک ظرف کشت کنترل کنند. در ابتدا، این کار دشوار بود زیرا این دو نوع سلول برای رشد به سیگنال‌های مولکولی متضادی نیاز داشتند. با این حال، این تیم راهی برای تنظیم زمان افزودن مولکول‌های محرک پیدا کرد که به هر دو اجازه می‌دهد با هم رشد کنند.

در نتیجه، ارگانوئیدهای ریه، هنگامی که در موش‌ها کاشته شدند، به انواع مختلفی از سلول‌ها، از جمله سلول‌های خاص آلوئول‌ها - محل تبادل گاز - تمایز یافتند. هنگامی که روی یک داربست سه‌بعدی رشد کردند، خود را به ساختارهای آلوئولی مانند تبدیل کردند. جوزف پنینگر، متخصص مرکز تحقیقات عفونی هلمهولتز (آلمان)، این را گامی جالب به جلو ارزیابی کرد.

به طور مشابه، ابیلز ارگانوئیدهای قلبی را ایجاد کرد که حاوی سلول‌های ماهیچه‌ای، رگ‌های خونی و اعصاب بودند. رگ‌های خونی شاخه‌های کوچکی را تشکیل می‌دادند که در بافت پیچ می‌خوردند. این رویکرد همچنین کبدهای مینیاتوری با رگ‌های خونی ریز زیادی ایجاد کرد.

با این حال، ارگانوئیدهای فعلی هنوز فقط مراحل اولیه رشد جنینی را تکرار می‌کنند. پنینگر می‌گوید برای اینکه ارگانوئیدها مانند اندام‌های واقعی عمل کنند، دانشمندان باید رگ‌های خونی بزرگتر، بافت پشتیبان و رگ‌های لنفاوی را توسعه دهند. چالش بعدی "باز کردن دریچه‌ها" برای رگ‌های خونی است تا جریان واقعی را منتقل کنند. او می‌گوید: "این یک حوزه فوق‌العاده هیجان‌انگیز است."

منبع: https://baoquocte.vn/dot-pha-noi-tang-nhan-tao-tu-hinh-thanh-mach-mau-320722.html