پژوهشگران با دستیابی به یک موفقیت بی‌سابقه در حوزه مهندسی زیستی، برای نخستین بار یک مدل کامل و عملکردی از مغز استخوان انسان را در محیط آزمایشگاه تولید کرده‌اند. این دستاورد چشمگیر که توسط مهندسان زیستی دانشگاه بازل سوئیس رقم خورده، می‌تواند تحقیقات پیرامون درمان سرطان خون، درک عمیق‌تر از بیماری‌های خونی و توسعه پزشکی شخصی‌سازی‌شده را به طور بنیادین دگرگون سازد.
چالش‌های دیرینه مطالعه مغز استخوان و نیاز به مدل‌های پیشرفته
مغز استخوان، این کارخانه پیچیده خون‌سازی در بدن، مسئول تولید میلیاردها سلول خونی، سلول‌های ایمنی و اعصاب است. ساختار پیچیده و جایگاه آن در عمق استخوان، همواره مطالعه مستقیم و دقیق آن را برای دانشمندان دشوار ساخته است. یکی از مهم‌ترین بخش‌های این بافت، "نیچ اندوستیال" نام دارد؛ ناحیه‌ای حیاتی در نزدیکی سطح استخوان که نه تنها نقش کلیدی در فرآیند خون‌سازی ایفا می‌کند، بلکه در مقاومت برخی از انواع سرطان خون در برابر روش‌های درمانی نیز دخیل است. پیش از این، پژوهش‌ها اغلب به مدل‌های حیوانی یا کشت‌های سلولی ساده متکی بودند که نمی‌توانستند پیچیدگی‌ها و ویژگی‌های منحصربه‌فرد مغز استخوان انسان را بازتولید کنند و همین امر، محدودیت‌های عمده‌ای را در درک مکانیسم‌های بیماری و توسعه داروهای مؤثر ایجاد می‌کرد.
رمزگشایی از ساختار؛ فناوری در پسِ تولید مغز استخوان آزمایشگاهی
تیم تحقیقاتی دانشگاه بازل برای غلبه بر این محدودیت‌ها، رویکردی نوآورانه در فناوری ساخت مغز استخوان به کار گرفت. مدل مغز استخوان آزمایشگاهی آن‌ها بر پایه دو جزء اصلی بنا شده است:
داربست مصنوعی: این داربست از هیدروکسی‌آپاتیت، ماده معدنی طبیعی موجود در استخوان و دندان، ساخته شده که بستر فیزیکی لازم را فراهم می‌کند.
سلول‌های انسانی: این سلول‌ها با بهره‌گیری از روش‌های زیست‌مولکولی پیشرفته، به سلول‌های بنیادی پرتوان القایی (iPSCs) تبدیل شده‌اند. این سلول‌های پرتوان قادرند با دریافت سیگنال‌های مناسب در محیط کشت، انواع مختلف سلول‌های مورد نیاز برای مغز استخوان را تولید کنند.
پژوهشگران با قرار دادن این سلول‌ها درون داربست معدنی و هدایت آن‌ها از طریق فرآیندهای هدفمند، موفق به ایجاد مجموعه‌ای از سلول‌های تخصصی شامل سلول‌های استخوانی، رگ‌های خونی و سلول‌های ایمنی شدند. نتایج شگفت‌انگیز نشان می‌دهد که ساختار سه‌بعدی حاصل، شباهت بسیار زیادی به نیچ اندوستیال طبیعی انسان دارد و حتی توانسته برای چندین هفته فرآیند خون‌سازی انسانی را در محیط آزمایشگاه حفظ کند. این مدل با قطر ۸ میلی‌متر و ضخامت ۴ میلی‌متر، از نظر ابعادی نیز برای مطالعات کاربردی مناسب است.
افق‌های نوین در درمان سرطان خون و پزشکی شخصی‌سازی‌شده
ساخت این مغز استخوان آزمایشگاهی نه تنها یک دستاورد علمی بزرگ است، بلکه دروازه‌ای به سوی تحولات چشمگیر در درمان سرطان خون و سایر بیماری‌های خونی می‌گشاید:
کاهش وابستگی به مدل‌های حیوانی: این مدل انسانی می‌تواند جایگزین بخش قابل توجهی از آزمایش‌های حیوانی شود و دقت و قابلیت تعمیم‌پذیری نتایج تحقیقات را به انسان افزایش دهد.
درک عمیق‌تر از بیماری‌ها: امکان مطالعه مستقیم مکانیسم‌های پیچیده خون‌سازی و چگونگی پیشرفت بیماری‌هایی مانند سرطان خون در یک محیط کنترل‌شده انسانی فراهم می‌شود. این دانش می‌تواند به شناسایی اهداف درمانی جدید و توسعه داروهای مؤثرتر کمک کند.
توسعه داروهای هدفمند: با استفاده از این مدل می‌توان اثربخشی و عوارض جانبی داروهای مختلف را در شرایط واقعی‌تر مورد ارزیابی قرار داد. این امر به شناسایی سریع‌تر و دقیق‌تر داروهایی که برای انواع خاصی از سرطان خون مناسب‌تر هستند، کمک می‌کند.
پزشکی شخصی‌سازی‌شده: در آینده، این فناوری می‌تواند به ساخت مدل مغز استخوان اختصاصی برای هر بیمار با استفاده از سلول‌های خودش منجر شود. این "مغز استخوان مصنوعی" شخصی‌سازی‌شده، به پزشکان امکان می‌دهد تا پیش از آغاز درمان بالینی، بهترین و مؤثرترین گزینه درمانی را برای هر فرد شناسایی کنند که نویدبخش کاهش عوارض جانبی و افزایش شانس موفقیت در درمان سرطان خون خواهد بود.
این پیشرفت برجسته در فناوری زیستی، نه تنها دانش ما را از بدن انسان عمیق‌تر می‌کند، بلکه امیدهای تازه‌ای را برای میلیون‌ها بیمار مبتلا به سرطان خون و سایر اختلالات خونی در سراسر جهان به ارمغان می‌آورد.
مطالب مرتبط
- متا با رونمایی از ابزار حفاظت از ریلز، گامی بلند برای حمایت از تولیدکنندگان محتوا برداشت
- انقلاب شارژ موبایل: باتری گوشی‌ها پیش از سرد شدن قهوه پر می‌شوند
- روسیه پیشگام شد: نخستین روبات مهماندار در پرواز تجاری به مسافران خوش‌آمد گفت
- فناوری‌های پیشرفته راه حل‌های عملی برای صرفه‌جویی چشمگیر در مصرف آب ارائه می‌دهند
مهدی رضایی
او فارغ‌التحصیل رشته مهندسی نرم‌افزار است و فعالیت حرفه‌ای خود را در عرصه رسانه از سال ۱۳۹۷ به عنوان نویسنده در یک وبلاگ تخصصی فناوری آغاز کرده است. وی پس از کسب تجربه، به خبرگزاری‌های معتبر پیوست و در حال حاضر، خبرنگار حوزه نرم‌افزار و هوش مصنوعی در یک مجله تکنولوژی برجسته است.
مطالب پیشنهادی :
“گوگل پیکسل 9 در مقابل پیکسل 8: آیا ارتقا ارزش دارد؟”
سامسونگ فناوری خانه هوشمند و هوش مصنوعی خود را به لوازم خانگی جدید گسترش می‌دهد
آیفون 16 در مقابل آیفون 16 پلاس در مقابل آیفون 16 پرو در مقابل آیفون 16 پرو مکس: مقایسه نهایی
## iPhone 16 در مقابل iPhone 16 Plus در مقابل iPhone 16 Pro در مقابل iPhone 16 Pro Max: مقایسه نهایی