دستاورد بزرگ دانشمندان با ساخت ریه انسانی مینیاتوری
گروهی از دانشمندان موفق شدهاند نمونهای مینیاتوری از ریه انسان را در آزمایشگاه توسعه دهند که میتواند رفتار واقعی ریه را در برابر بیماریها و داروها با دقت بالا شبیهسازی کند.
این دستاورد علمی که بر پایه سلولهای بنیادی یک فرد واحد شکل گرفته، افقهای تازهای را برای درک بهتر بیماریهای تنفسی و حرکت بهسوی درمانهای شخصیسازیشده گشوده است.
ایده اصلی این پژوهش بر یک اصل ساده اما عمیق استوار است؛ اگر بتوان نسخهای کوچک و کاربردی از ریه یک فرد خاص ایجاد کرد، امکان بررسی واکنش آن به بیماریهای مختلف و آزمایش اثربخشی داروها پیش از تجویز واقعی فراهم میشود. پژوهشگران توانستهاند سلولهای بنیادی گرفتهشده از یک اهداکننده را به تمام انواع اصلی سلولهای ریه تبدیل کنند، بهطوری که تمامی اجزای این مدل از نظر ژنتیکی یکسان و برگرفته از یک منبع واحد هستند.
دکتر ماکس گوتیرز، پژوهشگر اصلی این پروژه، اعلام کرده است که این فناوری برای نخستین بار امکان مطالعه بیماریهای تنفسی بهصورت کاملا فردمحور را فراهم میکند. به گفته او، در گذشته پژوهشها عمدتا بر مدلهای عمومی یا آزمایشهای حیوانی متکی بودند که تفاوتهای زیستی قابل توجهی با انسان دارند، اما اکنون میتوان ریه یک فرد مشخص را با دقتی بیسابقه شبیهسازی کرد.
این مدل با تقلید از محیط میکروسکوپی کیسههای هوایی ریه عمل میکند؛ همان ساختارهایی که مسئول تبادل اکسیژن و دیاکسید کربن هستند و نخستین سد دفاعی بدن در برابر عوامل بیماریزا بهشمار میروند. سلولها روی غشایی بسیار نازک در یک دستگاه ویژه چیده میشوند و نکته مهمتر، توانایی این سامانه در شبیهسازی حرکت واقعی تنفس است؛ حرکتی سهبعدی، منظم و هماهنگ که انبساط و انقباض طبیعی ریه زنده را بازآفرینی میکند.
برای سنجش دقت این مدل، پژوهشگران عفونت سل را شبیهسازی کردند. نتایج نشان داد که ریه مینیاتوری میتواند مراحل ابتدایی عفونت را با شباهت زیاد به واقعیت بازتولید کند. از تجمع سلولهای ایمنی و شکلگیری کانونهای التهابی گرفته تا فروپاشی سد محافظ کیسههای هوایی پس از ۵ روز، همه تغییرات مشابه آن چیزی بود که در ریه انسان بیمار رخ میدهد.
اهمیت این نوآوری در کاربردهای گسترده آن نهفته است. دانشمندان میتوانند از سلولهای افرادی با زمینه ژنتیکی خاص یا بیماران مبتلا به شرایط ویژه، مدلهای اختصاصی بسازند و درمانهای مختلف را پیش از استفاده بالینی بررسی کنند. دکتر جکسون لوک، از اعضای ارشد تیم تحقیق، میگوید این روش جایگزینی دقیق برای آزمایشهای حیوانی است و اختلافات زیستی میان انسان و حیوان را کنار میزند.
پژوهشگران امیدوارند در آینده از این مدل برای مطالعه بیماریهایی چون آنفلوانزا، کووید-۱۹، آسم، فیبروز ریوی و حتی سرطان ریه استفاده شود. این دستاورد میتواند سرآغاز دورهای تازه در پزشکی شخصی باشد؛ دورهای که در آن درمانها بر اساس پاسخ واقعی بدن هر بیمار طراحی میشوند و در نتیجه، ایمنتر و موثرتر خواهند بود.
