ساخت بدن روي تراشه! تراشه‌های پلاستیکی کوچک دارای سلول، وسیله‌ای مناسب برای تست داروها هستند. زنگ تفريح شماره ۱۶۶

---

مدت زیادی است که دانشمندان با تراشه‌هایی که روی آنها اندامی زنده از بدن جانداران قرار دارد آزمایش‌های مختلفی انجام می‌دهند. این تراشه‌ها درواقع نمودی از اندام‌های داخل بدن انسان مانند ریه، قلب و روده‌ها هستند که با قرار دادن سلول‌ها بر روی یک قطعه‌ی پلاستیکی در ابعاد یک کارت حافظه ساخته شده‌اند. کانال‌هایی که با سلول‌های عروقی زنده ساخته شده‌اند نیز با تقلید از سیستم گردش خون بدن کار می‌کنند. اما بدن ما انسان‌ها سیستمی پیچیده شامل اندام‌های مختلف است، درنتیجه تست داروها روی اندام‌های مجزا و کوچک شبیه‌سازی شده کافی نیست و محققان در حال تلاش برای شبیه‌سازی کل بدن بر روی تراشه‌های کوچک هستند.

شروع این حرکت از جانب وزارت دفاع ایالات متحده امریکا بود که قصد داشت راهی سریع و موثر برای تولید و تست داروها و واکسن‌ها برای مقابله با سلاح‌های شیمیایی و بیولوژیکی پیدا کند. در نتیجه سازمان‌های فدرال پروژه‌های مختلفی را برای ساخت تراشه‌هایی حاوی اندام‌های مهم و اصلی بدن انسان سرمایه‌گذاری کرده‌اند. هر اندام روی تراشه دارای سلول‌های واقعی بدن انسان است که با یک سیستم گردش خون مصنوعی زنده نگه داشته می‌شود. اگر بتوانیم تمام اندام‌ها را در کنار هم روی این تراشه‌ها شبیه‌سازی کنیم، یک مدل پیشرفته از بدن انسان خواهیم داشت.
محققان در موسسه‌ی Wyss دانشگاه هاروارد در حال ساخت 12 اندام مختلف بر روی تراشه هستند که شامل همه چیز از ریه‌ها تا پوست می‌شود. آنها سعی دارند 10 عدد از این اندام‌ها را با هم ترکیب کنند تا بعنوان یک سیستم به مدت حداقل چهار هفته در دستگاهی به نام بازجو (interrogator) کار کند. دلیل این نام‌گذاری آن است که دستگاه می‌تواند نحوه‌ی کار اجزای سیستم در کنار هم را بررسی و به بیان دیگر بازجویی کند. دان اینگبر مدیر موسسه می‌گوید که او و همکارانش در حال حاضر موفق شده‌اند دو جفت تراشه‌ی مختلف ریه-کبد و ریه-قلب را ایجاد کنند که این موفقیت قدمی مهم در راه رسیدن به هدف نهایی یعنی شبیه‌سازی کامل بدن انسان است.

D. Lansing Taylor مدیر موسسه‌ی Drug Discovery دانشگاه Pittsburgh می‌گوید: «این سیستم‌ها طوری طراحی شده‌اند که بیشترین شباهت را به بدن انسان داشته باشند. با این تفاوت که به راحتی قادر به انجام آزمایش روی آنها هستیم.» وی در حال ساخت کبدهایی است که می‌توان از آنها برای بررسی سیستم جذب و متابولیسم دارو استفاده کرد.
شبیه‌سازی کامل بدن انسان بر روی تراشه‌ها کاربردهایی فراتر از بررسی دارو خواهد داشت. برای مثال توماس هارتونگ سم‌شناس دانشگاه جانز هاپکینگز سعی دارد با اتصال مغز مینیاتوری که ساخته است با اندام‌های دیگر روی تراشه‌ها نشان دهد که سموم چگونه بر روی سیستم عصبی تأثیر می‌گذارند. انجام چنین آزمایش‌هایی در مورد مغز بر روی حیوانات بسیار پرهزینه و زمان‌بر و بر روی انسان‌ها غیر ممکن است.
حال به نمونه‌هایی از اندام انسان روی تراشه‌ها دقت کنید.

 
کبد
کبدهای کوچک ساخته شده توسط D. Lansing Taylor از Pittsburgh تولید سلول و سم‌زدایی کبد انسان را تقلید می‌کند. این کبدهای کوچک قرار است در یک اتصال سه تایی از اندام‌ها که شامل کبد، کلیه و روده است استفاده شوند تا سیستم اصلی دارورسانی و فرآیند دارو در بدن انسان را شبیه‌سازی کنند.

مغز
توماس هارتونگ از دانشگاه جانز هاپکینگز در حال ساخت یک مغز کوچک است که دارای سلول‌هایی است که در مغز انسان وجود دارد. هارتونگ سعی دارد مغزی روی تراشه بسازد تا بتواند از آن در دستگاه بازجو استفاده کند.

ریه
ریه اولین اندامی از بدن انسان است که در ابعاد کوچک و روی تراشه شبیه‌سازی شد. طرح اینگبر که در دستگاه بازجو به کار خواهد رفت، فرآیندهای واقعی ریه‌ی انسان با سلول‌های زنده را شبیه‌سازی می‌کند.

کلیه
کبدهای کوچک ساخته شده توسط Taylor همراه با کلیه‌های کوچک تولید شده توسط دانشمندان دانشگاه واشنگتن به کار خواهند کرد.

روده
محقق دانشگاه جانز هاپکینگز Mark Donowitz در حال کار بر روی جزء سوم سیستم شبیه‌سازی یعنی روده است. محققان سعی دارند تمام ارگان‌های اصلی بدن را برای شبیه‌سازی کامل بدن انسان بر روی تراشه با هم ترکیب کنند.

مغز استخوان
مغز استخوان بر روی تراشه به خوبی می‌تواند سلول‌های خونی را تولید کند. 

تصوير تراشه هاي توليد شده

منبع:

4 pieces of me!

منابع مفيد:

کاهش آزمايش روي حيوانات با استفاده از تراشه ها
مؤسسه وايس

اُرگان‌ها روي تراشه