نورنیوز- گروه اجتماعی: دانشمندان در دانشگاه نورثوسترن آنچه را پیشرفتهترین مدل ارگانوئید نخاع انسان تا امروز مینامند، ساختهاند و از آن برای آزمایش یک درمان بازساختی استفاده کردهاند که پیشتر فلج را در حیوانات معکوس کرده بود.
به نقل از آیای، در یک مطالعه جدید، این گروه، نخاعهای انسانی مینیاتوری را از سلولهای بنیادی پرتوان القایی رشد داد و سپس عمدا به آنها آسیب وارد کرد تا ویژگیهای کلیدی آسیب تروماتیک نخاع را بازسازی کند.
ارگانوئیدها مرگ سلولی، التهاب و ایجاد اسکار گلیال را نشان دادند و به طور نزدیک آنچه را پس از یک آسیب شدید در بدن انسان رخ میدهد، شبیهسازی کردند. برای نخستین بار، پژوهشگران نشان دادند که ارگانوئیدهای نخاع انسان میتوانند تشکیل اسکارهای گلیال متراکم را بازتولید کنند؛ اسکارهایی که بازسازی عصب را مسدود میکنند.
این مدل همچنین شامل میکروگلیا که سلولهای ایمنی در سیستم عصبی مرکزی هستند، بود که آن را از نظر زیستی واقعگرایانهتر از نسخههای پیشین میکرد. پس از ایجاد دو نوع آسیب، یک پارگی و یک کوفتگی فشاری، محققان ارگانوئیدهای آسیبدیده را با درمانی موسوم به «مولکولهای رقصان» درمان کردند. نتایج کاهش چشمگیر بافت شبیه اسکار را نشان داد.
دکتر ساموئل استاپ (Samuel I. Stupp)، نویسنده ارشد این مطالعه، میگوید که این کار پژوهشگران را به آزمایش درمانها بهطور مستقیم در بافت انسانی نزدیکتر میکند.
او میگوید: یکی از هیجانانگیزترین جنبههای ارگانوئیدها این است که میتوانیم از آنها برای آزمایش درمانهای جدید در بافت انسانی استفاده کنیم. به جز روش کارآزمایی بالینی، این تنها راهی است که میتوانید به این هدف دست یابید. ما تصمیم گرفتیم دو مدل متفاوت آسیب را در یک ارگانوئید نخاع انسان توسعه دهیم و درمان خود را آزمایش کنیم تا ببینیم آیا نتایج شبیه آن چیزی است که پیشتر در مدل حیوانی مشاهده کرده بودیم یا خیر.
او افزود: پس از اعمال درمان ما، اسکار گلیال به طور قابل توجهی محو شد و تقریبا غیرقابل تشخیص شد و ما رشد نوریتها را دیدیم که شبیه بازسازی آکسون بود که در حیوانات مشاهده کرده بودیم. این تأییدی است بر اینکه درمان ما شانس خوبی برای کارکرد در انسان دارد.
مدل مینیاتوری نخاع
ارگانوئیدها نسخههای ساده شده و رشد داده شده در آزمایشگاه از اندامها هستند که ساختار و عملکرد را شبیهسازی میکنند.
در این مورد، ارگانوئیدهای نخاع طی چند ماه رشد داده شدند تا زمانی که نورونها، آستروسیتها و برای نخستین بار در چنین مدلی، میکروگلیا را توسعه دادند.
استاپ میگوید: ما نخستین کسانی بودیم که میکروگلیا را به یک ارگانوئید نخاع انسان وارد کردیم، بنابراین این یک دستاورد بزرگ بود. این به آن معناست که ارگانوئید ما همه مواد شیمیایی را که سیستم ایمنی ساکن در پاسخ به یک آسیب تولید میکند، در اختیار دارد. این موضوع آن را به مدلی واقعگرایانهتر و دقیقتر از آسیب نخاعی تبدیل میکند.
درمانی که در ارگانوئیدها آزمایش شد، به صورت مایع تزریق میشود، به سرعت ژلی از نانوالیاف تشکیل میدهد که ماتریکس خارج سلولی نخاع را شبیهسازی میکند. با تنظیم حرکت مولکولها درون این الیاف، محققان در پی آن هستند که نحوه تعامل آنها با گیرندههای سلولی که دائماً در حال حرکت هستند را بهبود بخشد.
در مطالعات حیوانی پیشین، یک تزریق واحد ۲۴ ساعت پس از آسیب شدید این امکان را فراهم کرد که موشها طی چند هفته توانایی راه رفتن را دوباره به دست آورند.
در آزمایشهای ارگانوئیدی، این درمان التهاب را آرام کرد، اسکار گلیال را کاهش داد و نورونها را تشویق کرد تا در الگوهای منظم رشد کنند.
این گروه اکنون قصد دارد مدلهای پیشرفتهتری را توسعه دهد، از جمله ارگانوئیدهایی که آسیبهای مزمن نخاعی با بافت اسکار طولانیمدت را شبیهسازی میکنند. پژوهشگران همچنین امکان درمانهای شخصیسازیشده را از طریق تولید بافت نخاع از سلولهای بنیادی خودِ بیمار در نظر میگیرند.
ایرنا