علی دهقانیان (محقق نانوفناوری پزشکی)

امروزه برای بررسی پاسخ درمانی و ایمنی داروها، همچنان از حیوانات آزمایشگاهی استفاده می شود و نتیجه بررسی های بالینی به انسان تعمیم داده می شود. علیرغم شباهت بسیار زیاد فیزیولوژیکی و ژنتیکی مدل های حیوانی با انسان، هنوز تست های انسانی اجباری هستند؛ چرا که نتایج همیشه دقیق و درست نیستند. همین طور فشار دولت ها و گروه های حمایت از حیوانات، نیاز به مدلسازی برای بررسی تاثیر داروها، عفونت ها، تششعات و غیره را چند برابر می کند. راه حل یک دستگاه با جریان میکروفلوئیدیک (میکروسیال) با کشت سلول ها خواهد بود.

این دستگاه، یکی از موفقیت‌های اخیر در شبیه سازی سیستم‌های میکروفیزیولوژیکی انسان در شرایط آزمایشگاهی است، که می‌تواند فیزیولوژی در سطح اندام و حتی سطح ارگانیسم را شبیه سازی کند. این تراشه ها در اندازه ها و اشکال مختلف وجود دارند.

به زبان ساده یک تراشه که محل یا محل هایی برای کشت سه بعدی سلول های مختلف دارد که از طریق جریان میکروسیال مورد تغذیه قرار می گیرد، و تمام استرس های مکانیکی روی بافت و اندام اصلی روی سلول های این تراشه اعمال می شود تا بیشترین شباهت را با سلول های داخل اندام واقعی داشته باشند.

مزیت این تراشه ها، هزینه کمتر، محیط با قابلیت بیشترین کنترل و کمترین استرس های اضافی غیرقابل پیشبینی بر روی مدل حیوانی خواهد بود. نتایج اولیه شرکت هایی که نمونه های اولیه را تولید کرده اند، بسیار امیدوارکننده است. مدلسازی بیماری های ژنتیکی نادر و بیماری های پیچیده که اندام های زیادی را درگیر می کند، مواردی مثل ارتباط میکروبیوم میزبان، بررسی تاثیر دارو، بر کل فیزیولوژی و شبیه سازی پاسخ کلینیکی به تاثیرات دارو و عوامل محیطی با این تراشه ها قابل دسترس خواهد بود.

 یکی از چالش های این تراشه ها، تائید توسط شرکت های داروسازی و سازمان های قانون گذار خواهد بود. در حال حاضر به استفاده از این تراشه ها برای رسیدن به پزشکی شخصی سازی شده بسیار نزدیک شده ایم.

یافتن جایگزین برای مدل های حیوانی بسیار جذاب است. علاوه بر هزینه بر بودن، وقت گیر بودن و مسائل اخلاقی، داده های حاصل از این تحقیقات مکررا در پیشبینی تاثیرات کلینیکی در انسان شکست می خورند؛ که هزینه کشف داروهای جدید را بسیار افزایش می دهند، و تائید و تشخیص داروهای تاثیر گذار را دچار مشکل می کند.

این دستگاه‌ها به عنوان یک جایگزین استفاده از حیوانات در تحقیقات مطرح هستند، و امکان تقلید تنوع ساختاری و فیزیولوژیکی انسان را در مقیاسی فراهم می‌کنند که کشت سلولی سنتی قادر به ایجاد آن نیست. همچنین این دستگاه‌ ها به محققان امکان مطالعه رفتار سلولی، تعاملات و پاسخ‌ به محرک‌ ها را در یک محیط واقع‌گرایانه فراهم می‌کنند. از طریق تقلید محیط درونی ارگان‌های انسان، می‌توان مکانیسم‌ های فیزیولوژیکی و مکانیکی را با دقت بی‌نظیری مورد مطالعه قرار داد. این فناوری می‌تواند به‌عنوان یک ابزار قدرتمند در زمینه‌های مختلفی از جمله سم‌شناسی، ایمنی‌شناسی، ژن درمانی ها و تحقیقات سرطان مورد استفاده قرار گیرد.

اندام تراشه ها می توانند برای مواردی که تعداد نمونه کم است، یا شبیه سازی ژنتیکی آن بیماری در مدل حیوانی امکان پذیر نیست، و یا مثلا بررسی اشعه های مضر بر روی انسان کاربرد های زیادی خواهد داشت.

تا به امروز بافت های ریه، قلب، کلیه و شریان ها، در اندام تراشه ها شبیه سازی شده است، و قدم بعدی تولید تراشه هایی به نام انسان تراشه است؛ که تقریبا تمام بافت های اصلی را بر روی خود دارند.

در دوران همه گیری کرونا، شرکت هایی از اندام تراشه ها برای بررسی مکانیسم های عملکرد ویروس کرونا استفاده کردند، که به تحقیقات ساخت واکسن کرونا کمک کرد.

در مجموع اندام تراشه ها ملاحظات اخلاقی آزمایش بر روی مدل های حیوانی را حذف می کند؛ به کشف داروهای جدید سرعت می بخشد؛ مدل های بیماری هایی که قبلا قابل مطالعه نبوده اند را در دسترس قرار می دهد؛ و هزینه آزمایشات بالینی را بسیار کاهش خواهد داد.