محققان انستیتوی فناوری ماساچوست و منچستر؛

داربستی با قابلیت تکرارپذیری رشد ارگانوئیدهای لوزالمعده و سایر بافت‌ها اختراع شد

مهندسان انستیتوی فناوری ماساچوست (MIT)با همکاری دانشمندان موسسه تحقیقات سرطان منچستر، روش جدیدی را برای رشد "ارگانوئیدهای" پانکراس - چند کپی لوزالمعده - از سلول‌های سالم یا سرطانی پانکراس ایجاد کرده‌اند.

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری از اصفهان به نقل از genengnews، مهندسان انستیتوی فناوری ماساچوست  (MIT)با همکاری دانشمندان موسسه تحقیقات سرطان منچستر، روش جدیدی را برای رشد "ارگانوئیدهای" پانکراس - چند کپی لوزالمعده - از سلول‌های سالم یا سرطانی پانکراس ایجاد کرده‌اند.

 

 با استفاده از داربست هیدروژل مصنوعی تخصصی برای شبیه سازی محیط خارج سلولی، محققان توانستند ساختارهای ارگانوئید کوچک پانکراس را رشد دهند که می‌تواند برای مطالعه تعاملات مهم بین تومورهای پانکراس و محیط آنها مورد استفاده قرار گیرد. آنها امیدوارند که مدل‌های جدید بتوانند به محققان در تولید و آزمایش داروهای بالقوه برای سرطان لوزالمعده، که یکی از سخت‌ترین انواع سرطان برای درمان است، کمک کنند. محققان نشان دادند که ژل می‌تواند علاوه بر این، برای رشد انواع دیگر بافت‌ها، از جمله بافت روده و اندومتر نیز مورد استفاده قرار گیرد.

نکته مهم این است که برخلاف برخی از هیدروژل‌های مشتق از حیوانات که معمولاً برای رشد بافت استفاده می‌شو ، داربست هیدروژل مصنوعی به آسانی جمع می‌شود و می تواند هر بار با ترکیب ثابت تولید شود. دکتر لیندا گریفیت، استاد آموزش نوآوری در دانشکده مهندسی و استاد مهندسی بیولوژیکی و مهندسی مکانیک، می‌گوید: "مسئله تکرارپذیری یک مسئله مهم است." "جامعه تحقیقاتی به دنبال راه‌هایی برای انجام روش‌های بیشتر کشت این نوع ارگانوئیدها و به ویژه کنترل محیط کوچک است."

گریفیت و کلاوس یورگنسن، سرپرست یک گروه در موسسه تحقیقات سرطان منچستر  و نویسندگان ارشد مقاله تیم هستند که در نیچر، با عنوان "یک مدل سه بعدی مصنوعی الهام گرفته از محیط زیست برای ارگانوئیدهای آدنوکارسینوم مجرای لوزالمعده. منتشر شده است"  نویسنده اصلی کریستوفر است که یک دانشجوی کارشناسی ارشد سابق در موسسه  تحقیقات سرطان منچستر است.

نویسندگان با تصریح این که در داخل بدن، سلول‌های توموری در چیزی که نویسندگان آن را "محیط پیچیده" می‌نامند و  شامل ترکیبی از سلول‌های میزبان اجباری و ماتریس خارج سلولی "بازسازی شده از نظر پاتولوژیک" (ECM)  است، که در کنار هم از سرکوب سیستم ایمنی پشتیبانی می‌کند، جاسازی شده‌اند. بنابراین، در حالی که مدل‌های آزمایشی آزمایشگاهی که ویژگی‌های پاتوفیزیولوژیکی تومورهای انسانی را نشان می‌دهند "برای بیولوژی اولیه و ترجمه سرطان ضروری هستند"،  برای این مدلهایی که به طور واضح محیط استروما را تکرار می‌کنند "... برای بهبود توسعه استراتژی‌های درمانی ضروری هستند."

گریفیث توضیح داد: به طور سنتی، آزمایشگاه‌ها از ژل مشتق شده از حیوانات موجود برای رشد ارگانوئیدها در یک ظرف آزمایشگاهی استفاده کرده‌اند. با این حال، به عنوان پرکاربردترین ژل تجاری، ترکیبی پیچیده از پروتئین‌ها، پروتئوگلیکان‌ها و عوامل رشد مشتق شده از توموری است که در موش رشد می‌کند، از موشی به موش دیگر متغیر است و اجزای نامطلوب موجود است، همچنین همیشه اجازه رشد چندین نوع سلول را نمی‌دهد.

نویسندگان خاطرنشان کردند: "در نتیجه، وابستگی متقابل بین سلول‌های توموری و محیط خرد در این سیستم به طور نامناسب مدل‌سازی می‌شود."

حدود 10 سال پیش، آزمایشگاه گریفیت شروع به کار روی طراحی ژل مصنوعی کرد که می‌تواند برای رشد سلول‌های اپیتلیال، که باعث ایجاد صفحاتی می‌شود که بیشتر اندام‌ها را تشکیل می‌دهد و همراه با سایر سلول های حمایتی، مورد استفاده قرار می‌گیرد، بودند. ژل تولید شده آنها بر پایه پلی اتیلن گلیکول (PEG) است، پلیمری که اغلب برای کاربردهای پزشکی استفاده می‌شود زیرا با سلول‌های زنده تعامل ندارد. محققان ادامه می‌دهند: "داربست‌های مصنوعی موجود، مانند داربست‌های هیدروژل بر اساس پلی اتیلن گلیکول (PEG) ، مزایای متعددی را برای ماتریسهای مشتق از سلول و بافت، از جمله کنترل عالی بر شرایط رشد، ارائه می‌دهند."

با مطالعه خواص بیوشیمیایی و بیوفیزیکی ECM، که اعضای بدن را احاطه کرده است، محققان توانستند ویژگی‌هایی را که می‌توانند در ژل PEG برای کمک به رشد سلول‌ها در آن استفاده شود، شناسایی کنند. تیم تحقیق توضیح داد: "... ما قصد داریم یک مدل سه بعدی مصنوعی طراحی شده برای ارگانوئیدهای لوزالمعده ایجاد کنیم که به طور همزمان اجزای فیزیولوژیکی مربوط به ریز محیط بافت را در بر بگیرد."

آنها تصریح کردند: ما در نظر داشتیم یک مدل ایده آل، که فعل و انفعالات اساسی سلول و ECM را تکرار می‌کند ، محدوده سفتی بافت مشاهده شده در بافتهای طبیعی و حامل تومور را پشتیبانی می‌کند، از کشت همزمان سلول‌های اپیتلیال و استرومایی حمایت می‌کند و رشد و توسعه ارگانوئیدها را مستقیماً از نمونه‌های بافتی تسهیل می‌کند، ایجاد کنیم ”

 

سلول‌های حمایتی استرومایی به همراه سلول‌های ایمنی در این محیط رشد می‌کنند

یکی از ویژگی‌های کلیدی ECM وجود لیگاندهای پپتیدی است که با پروتئین‌های سطح سلول به نام اینتگرین در تعامل هستند. اتصال چسبنده بین لیگاندها و اینتگرین‌ها به سلول‌ها اجازه می‌دهد تا به ژل بچسبند و اندامک‌ها را تشکیل دهند. محققان دریافتند که ترکیب پپتیدهای مصنوعی کوچک مشتق شده از فیبرونکتین و کلاژن در ژل آنها به آنها اجازه می‌دهد تا انواع بافت‌های اپیتلیال، از جمله بافت روده را رشد دهند. آنها نشان دادند که سلول‌های حمایتی به نام سلول‌های استرومایی به همراه سلول‌های ایمنی نیز می توانند در این محیط رشد کنند.

محققان اظهار کردند: برای افزایش رشد اندامک‌های طبیعی و سرطانی پانکراس از مدل‌های موش مهندسی ژنتیک و بیماران انسانی، نشانه‌های چسبنده ضروری به صورت تجربی تعریف شده و در داربست هیدروژل تکرار شده و نقش عملکردی سیگنال دهی لامینین -اینتگرین α3/α6 را در ایجاد و بقا نشان می‌دهد. ارگانوئیدهای پانکراس، ".

محققان افزودند: "تغییر سفتی بافت-مشخصه بارز سرطان لوزالمعده-در محیط کشت با تنظیم خواص هیدروژل برای درگیر کردن مسیرهای حس مکانیکی و تغییر رشد ارگانوئیدها تجدید شد."

گریفیث و یورگنسن می‌خواستند ببینند آیا از ژل جدید را می‌توان برای رشد ارگانوئیدهای طبیعی پانکراس و تومورهای پانکراس استفاده کرد یا خیر. به طور سنتی، رشد بافت لوزالمعده به گونه‌ای که سلول‌های سرطانی و محیط پشتیبان را تکثیر کند، دشوار بوده است، زیرا هنگامی که سلول‌های تومور لوزالمعده از بدن خارج می‌شوند، ویژگی‌های سرطانی متمایز خود را از دست می‌دهند.

آزمایشگاه گریفیت یک پروتکل برای تولید ژل جدید تهیه کرد و سپس با آزمایشگاه یورگنسن ، که زیست شناسی سرطان لوزالمعده را مطالعه می‌کند، آزمایش شد. یورگنسن و دانشجویانش توانستند با استفاده از سلول‌های سالم یا سرطانی لوزالمعده که از موش گرفته شده بودند، ژل را تولید کرده و از آن برای رشد اندام‌کهای لوزالمعده استفاده کنند. یکی از مزایای ژل جدید این است که کاملاً مصنوعی است و می‌توان آن را به راحتی در آزمایشگاه با مخلوط کردن پیش سازهای خاص از جمله PEG و برخی از پلی پپتیدها تهیه کرد. یورگنسن گفت: "ما پروتکل را از لیندا دریافت کردیم و معرف‌ها را وارد کردیم و سپس کار کرد." "من فکر می‌کنم این نشان می‌دهد که سیستم چقدر قوی است و چگونه به راحتی در آزمایشگاه پیاده‌سازی می‌شود."

وی گفت که رویکردهای دیگری که آنها امتحان کرده بودند، بسیار پیچیده بودند یا محیط کوچک موجود در بافتهای زنده را تجدید نمی‌کردند. با استفاده از ژل جدید، آزمایشگاه یورگنسن توانست ارگانوئیدهای لوزالمعده را با بافت‌هایی که در موش‌های زنده مطالعه کرده‌اند مقایسه کند و دریافتند که ارگانوئیدهای تومور بسیاری از اینتگرین‌های مشابهی را که در تومورهای لوزالمعده مشاهده می‌شود بیان می‌کنند. علاوه بر این، انواع دیگری از سلول‌ها که به طور معمول تومورها را احاطه کرده‌اند، از جمله ماکروفاژها، که نوعی سلول ایمنی هستند و فیبروبلاست‌ها، که نوعی سلول حمایتی هستند، نیز قادر به رشد در میکرو محیط بودند.

محققان همچنین توانستند از ژل خود برای رشد ارگانوئیدهای سلول‌های سرطانی لوزالمعده بیماران استفاده کنند و معتقدند که این سیستم می‌تواند برای مطالعه سرطان‌های ریه، کولورکتال و سایر سرطان‌ها مفید باشد و از تجزیه و تحلیل چگونگی تأثیر داروهای بالقوه سرطان بر تومورها و ریز محیط آنها استفاده کند.

آنها نتیجه گرفتند: "این سیستم PEG بطور منطقی و آسان برای استفاده، کنترل رشد عالی را به شیوه‌ای تکرارپذیر و تعریف شده برای حمایت از مطالعات اولیه و ترجمه‌ای آینده در مورد ارگانوئیدهای لوزالمعده انسان و موش در یک محیط کوچک مربوطه فراهم می‌کند." بنابراین، این مدل یک محیط کوچک تومور بازسازی شده را برای مطالعات سلول‌های سرطانی طبیعی و لوزالمعده در شرایط آزمایشگاهی بازسازی می‌کند. "

گریفیت همچنین قصد دارد از ژل برای رشد و مطالعه بافت بیماران مبتلا به آندومتریوز استفاده کند، وضعیتی که باعث رشد بافتی می‌شود که رحم را در خارج از رحم رشد می‌دهد و می‌تواند منجر به درد و گاهی ناباروری شود. محققان حق ثبت اختراع را در مورد این فناوری ثبت کرده‌اند و در حال صدور مجوز آن به شرکتی هستند که می‌تواند ژل را به صورت تجاری تولید کند.

 

انتهای پیام/

معصومه صادقی

زمان انتشار: پنج شنبه ۲۵ شهریور ۱۴۰۰ - ۰۷:۰۰:۰۰

شناسه خبر: 98345

مطالب مرتبط :
۱۰۰هزار متر مربع فضای مورد نیاز دانشگاه اصفهان بدون بار اضافه مالی بر دوش دولت آماده شد

رئیس دانشگاه اصفهان خبر داد؛

۱۰۰هزار متر مربع فضای مورد نیاز دانشگاه اصفهان بدون بار اضافه مالی بر دوش دولت آماده شد

رئیس دانشگاه اصفهان، گفت: ۱۰۰هزار متر مربع فضای مورد نیاز دانشگاه اصفهان شامل احداث ۵۰ هزار مترمربع فضای ساختمان جدید و همین مقدار بازسازی و تغییر کاربری را بدون این که پول اضافه و بار اضافه مالی بر دوش دولت بگذاریم، انجام داده ایم.

۱

دکتر لطیفی عنوان کرد:

طراحی و تولید " ID card" گامی در راستای شفافیت مالی

رئیس خانه نخبگان بسیج استان کرمانشاه؛ این کارت هوشمند که در راستای شفافیت مالی و مدیریت الکترونیکی تهیه شده است، می تواند ریشه بیش از ۳۰۰ جرم را بخشکاند که مهمترین آنها، اختلاس و فرار مالیاتی می باشد.

لیگ

برگزاری اولین دوره مسابقات لیگ مناظرات دانشجویی در دانشگاه محقق اردبیلی

اولین دوره مسابقات لیگ مناظرات دانشجویی ویژه دانشجویان دختران دانشگاه های استان اردبیل با حضور مسئولین علمی کشوری, استانی و دانشجویان توسط سازمان بسیج دانشجویی برگزار شد.

۱۲درصد دانش آموزان استان دچار لاغری شدید هستند/ اجرای طرح های سلامت محوربرای دانش آموزان

برگزاری کاملاً حضوری کلاس ها در کهگیلویه و بویراحمد از آبان

کلاس های درس هر سه مقطع تحصیلی ابتدایی و متوسطه اول و دوم در کهگیلویه و بویراحمد از آبان ماه امسال به طور کاملاً حضوری برگزار می شود.

کارگاه

کارگاه توانمندسازی پرسشگران بسیجی برگزار شد

کارگاه توانمندسازی پرسشگران بسیجی با حضور مسئول بسیج علمی، پژوهشی و فناوری سپاه حضرت عباس علیه السلام استان اردبیل، جانشین فرمانده ناحیه مقاومت بسیج اردبیل، مدیران علمی نواحی مقاومت بسیج اردبیل، نیر، نمین و سرعین برگزار شد.

پوست

رمز و راز پوسته انعطاف پذیر

محققان رمزگشایی کردند که چرا پوشش محافظ بازوی پا Discinisca tenuis در آب بسیار نرم می شود و دوباره در هوا سفت می شود.

ثبت عادت‌واره‌های تاثیرگرفته از عاشورا وسعت و سرعت بگیرد/حدود ۷۰ منظومه نشانه‌ای عاشورا در قالب کتاب منتشر می‌شود

حجت الاسلام قطبی گفت؛

ثبت عادت‌واره‌های تاثیرگرفته از عاشورا وسعت و سرعت بگیرد/حدود ۷۰ منظومه نشانه‌ای عاشورا در قالب کتاب منتشر می‌شود

مدیرعامل مرکز نوآوری و خلاقیت اشراق در وبینار «ابعاد فرهنگی قیام عاشورا» با بیان این که در عادت واره‌ها به شدت از عاشورا تاثیر گرفته‌ایم، بر ثبت این میراث ناملموس تاکید کرد و گفت: حدود ۷۰ منظومه نشانه‌ای عاشورا در قالب کتاب منتشر می‌شود .

ضربه سخت کووید۱۹ به مبارزه با ایدز، سل و مالاریا

گزارش نتایج صندوق جهانی ۲۰۲۱؛

ضربه سخت کووید۱۹ به مبارزه با ایدز، سل و مالاریا/آزمایش و درمان سل یک میلیون نفر کاهش یافت

صندوق جهانی درگزارش نتایج ۲۰۲۱ خود از ضربه سخت کووید۱۹ به مبارزه با ایدز، سل و مالاریا خبرداده و اعلام کرد: شدیدترین ضربه مربوط به مبارزه با سل اتفاق افتاده بطوری که آزمایش و درمان سل یک میلیون نفر کاهش یافته است.

«استاد رحمت‌الله رضایت»، معمار و مرمتگر سردر بازارهای اصفهان درگذشت

به دلیل ابتلا به کرونا؛

«استاد رحمت‌الله رضایت»، معمار و مرمتگر سردر بازارهای اصفهان درگذشت

استاد رحمت‌الله رضایت، معمار و مرمتگر سردر بازارهای اصفهان به دلیل ابتلا به کرونا به دیار حق شتافت.

زوال عقل در والدین، پدربزرگ و مادربزرگ‌های افراد با اختلال نقص توجه بسیار بالاتر است

محققان سوئدی طبق مطالعه‌ای بزرگ گزارش کردند:

زوال عقل در والدین، پدربزرگ و مادربزرگ‌های افراد با اختلال نقص توجه بسیار بالاتر است

یک مطالعه بزرگ در موسسه کارولینسکا در سوئد نشان داده است که والدین و پدربزرگ و مادربزرگ‌های افراد مبتلا به بیش فعالی بیش از کسانی که دارای فرزندان و نوه‌های بدون این اختلال هستند در معرض خطر زوال عقل قرار دارند.

دیدگاه ها و نظرات :
نام کامل وارد شود
دقیق و صحیح وارد شود
لطفا فارسی و خوانا باشد
captcha
ارسال
اشتراک گذاری مطالب