13 مارس 2024 - بیش از 7 میلیون نفر در آلمان از دیابت رنج می برند. تحقیقات در مورد داروهایی برای درمان این بیماری شایع، هنوز دشوار است. اکنون گروهی از دانشمندان به رهبری پروفسور پیتر لوسکیل از موسسه علوم طبیعی و پزشکی NMI و دانشکده پزشکی دانشگاه ابرهارد کارلز توبینگن، تکنیکی را توسعه داده اند که به طور قابل توجهی بینش دانشمندان را در سطح بیولوژیکی مولکولی و سلولی از پانکراس، بهبود می بخشد.

برای انجام این کار، آنها ساختارهای ارگان مانندی را روی یک پلت فرم ارگان روی تراشه(chip) بازسازی کردند. محققان معتقدند که نتایج آزمایش‌های دارویی روی این ساختارها بهتر از روش‌های سنتی به ارگانیسم‌های انسانی قابل انتقال و ترجمه است. آنها اکنون این نتایج را در مجله Lab on a Chip منتشر کرده اند.

بیماری دیابت ملیتوس، ناشی از اختلال متابولیک در لوزالمعده است. لوزالمعده به طور معمول با ترشح هورمون های انسولین و گلوکاگون، سطح قند خون را در بدن تنظیم می کند.

فناوری ارگان روی تراشه، شامل رشد بافت، به عنوان مثال، خوشه های سلولی با عملکردهای خاص، در خارج از بدن است. این بافت ها، که در این مورد خاص از سلول های پانکراس تشکیل شده اند، به مواد فعال به روشی مشابه اندام اصلی در بدن واکنش نشان می دهند. این اجازه می دهد تا دانشمندان نتایج قابل اعتمادی را در مورد نحوه عملکرد داروها بدست آورند.

پروفسور لوسکیل متخصص رشد ارگان ها بر روی تراشه، گفت: ما موفق شدیم مدلی از واحدهای تولیدکننده انسولین پانکراس را در تراشه‌های میکروسیال بازتولید کنیم. همچنین توانستیم حسگرهای کوچکی را در این تراشه ادغام کنیم که به ما امکان می‌دهد در مورد وضعیت مدل اندام در زمان واقعی و بدون تأثیرگذاری بر این سلول ها، اطلاعاتی را بدست آوریم.

او افزود:"Microfluidic"  به این معنی است که مواد مغذی از طریق کانال های بسیار ظریف، درست مانند رگ های خونی، به سلول ها منتقل می شوند و محصولات متابولیک و مواد دفعی حذف می شوند. با بازآفرینی ریزمحیط طبیعی سلول‌ها در بدن، می‌توانیم آزمایش‌های بسیار طولانی‌تر و معنی‌داری انجام دهیم. بنابراین، این سیستم فرصتی برای پیشرفت بزرگ، نه فقط در تحقیقات دیابت، بلکه در سایر حوزه ها فراهم می کند.

ارگان روی تراشه چگونه کار می کند؟

برای مدل‌های ارگان روی تراشه، سلول‌های خاص از یک اندام در خارج از بدن در یک ریزمحیط سفارشی در یک تراشه میکروسیال رشد می‌کنند. به عنوان مثال، این سلول ها می توانند با سلول های پانکراس، کبد، عضله قلب یا مغز مطابقت داشته باشند. بافت های ساخته شده از سلول ها به طور مداوم با مواد مغذی به روشی مشابه با جریان خون در روی تراشه تامین می شوند. این ارگان رشد یافته بر روی تراشه به محققان اجازه می دهد که مثلاً تاثیر درمان با یک دارو را بر این سلول ها بررسی کنند، یا می توانند یک بیماری را از طریق دستکاری هدفمند شبیه سازی کنند.

با استفاده از انواع روش‌های آنالیز، محققان می‌توانند اندازه‌گیری‌های زمان‌بندی شده از واکنش سلول‌ها به مواد فعال، یا پیشرفت بیماری‌ها را بررسی کنند.

به دلیل امکان کار با سلول های انسانی به طور خاص، نتایج حاصل از مطالعات بر روی اندام های روی تراشه نسبت به نتایج آزمایشات حیوانی به طور بالقوه بیشتر قابل ترجمه به انسان هستند، که می تواند منجر به کاهش قابل توجه آزمایشات بر روی حیوانات در تحقیقات اولیه زیست پزشکی و تحقیقات دارویی در آینده شود.

منبع:

https://medicalxpress.com/news/2024-03-pancreas-chip-platform-sensors-avenue.html