اولین چاپ سه بعدی جفت جنین در لابراتوار
به گزارش بی دانلود، دانشمندان برای اولین بار موفق به چاپ سه بعدی جفت جنین در لابراتوار شدند.
جفت جنین یک ارگان منحصر به فرد است که تنها در دوران حاملگی وجود دارد. این ارگان با سرعتی شبیه به تومور رشد می کند و برای رشد هر نوزادی ضروریست، اما ما هنوز جزییات کلیدی در مورد نحوه فرگشت (تکامل) آنرا نمی دانیم.
مطالعه جفت در دوران حاملگی دشوار است، چونکه نمونه برداری خطر عفونت یا سقط جنین را به همراه دارد. همینطور بافت جفت بعد از تولد، بسیار متفاوت از شکل اولیه آنست. جفت حیوانات اغلب با جفت انسان متفاوت می باشد، بدین سبب مطالعه آن در حیوانات کاربرد محدودی دارد. دانشمندان همچنان در مورد مراحل اولیه و حیاتی رشد جفت، سوالات بسیاری دارند.
به نقل از ساینس آلرت، دانشمندان در مطالعاتی جدید، برای نخستین بار جفت های مینیاتوری مصنوعی سه بعدی چاپ شده ای را توسعه دادند. این «اندام واره های جفتی» یا «ارگانوئید های جفتی» (placental organoids)، پیشرفتی نسبت به کوشش های قبلی هستند و رویکرد های جدیدی را برای مطالعه حاملگی و عوارضی مانند «پره اکلامپسی» (preeclampsia) در اختیار دانشمندان قرار می دهند.
این مطالعه به سرپرستی «کلر ریچاردز» (Claire Richards) مدرس زیست فناوری و «لانا مک کلمنتس» (Lana McClements) دانشیار و همکار ارشد بنیاد قلب در «دانشگاه فناوری سیدنی» (University of Technology Sydney) انجام شده است.
اندام های کوچک در آزمایشگاه
«ارگانوئیدها» که برای نخستین بار در سال ۲۰۰۹ مطرح شدند، یک پیشرفت بزرگ در مطالعات پزشکی بودند. دانشمندان از آن زمان، «ارگانوئیدهایی» را از طیف وسیعی از اندام های انسانی با استفاده از سلول های بنیادی و قرار دادن آنها در ژل رشد داده اند. این ژل، بافت حمایتی سلول ها را تقلید می کند و به آنها اجازه می دهد با رشد و تقسیم، خوشه هایی را تشکیل دهند. نخستین «ارگانوئیدهای» جفتی در سال ۲۰۱۸، از «تروفوبلاست ها» (trophoblasts) که نوعی سلول در تشکیل جفت است، رشد داده شدند.
ارگانوئید های معلق در ژل
محققان از «ارگانوئید های جفتی» برای کشف فرایند های پنهان حاملگی اولیه با تقلید کردن آنها در ظرف آزمایشگاهی استفاده کردند. در عین حال، بیشتر این مطالعات به ژل های حیوانی متکی است که نمی توانند برای بازتاب محیط رشد جفت واقعی تغییر یابند. همچنین، معلق کردن دستی سلول ها در ژل، ساخت تعداد زیادی «ارگانوئید» را دشوار می کند.
چاپ سه بعدی جفت ها
«زیست چاپ» (Bioprinting)، یک فناوری چاپ سه بعدی است که از سلول های زنده و مواد سازگار با سلول برای ایجاد ساختار های سه بعدی بهره می گیرد.
دانشمندان سلول های «تروفوبلاست» را از جفت با یک ژل مصنوعی و قابل کنترل مخلوط کردند و آنها را بصورت قطرات دقیق در یک ظرف کشت، به صورت سه بعدی چاپ کردند. سلول های چاپ شده به صورت «ارگانوئید های جفتی» رشد کردند و با «ارگانوئیدهای» ساخته شده با روش های دستی موجود مقایسه شدند.
فناوری چاپ زیستی به سلول ها اجازه می دهد تا دقیقا در یک ساختار سه بعدی قرار گیرند.
دانشمندان، «ارگانوئیدهایی» را در ژل زیست چاپی توسعه دادند که از آنهائی که در ژل حیوانی رشد داده شده بودند، متفاوت بود. آنها تعداد متفاوتی از زیرگونه های سلولی را تشکیل دادند. این امر نشان میدهد که محیطی که «ارگانوئیدها» در آن رشد می کنند می تواند نحوه بلوغ آنها را کنترل کند. این «ارگانوئیدها»، شباهت زیادی به بافت جفت انسان داشتند و یک مدل دقیق از جفت اولیه را عرضه می دهند.
محققان توانستند با خارج کردن «ارگانوئیدهای» جوان از ژل و اجازه دادن به آنها برای شناور شدن در غذای مایع خود، نحوه سازماندهی سلول ها را تغییر دهند. رشد «ارگانوئید های جفتی» راه جدیدی را برای آنها بوجود می آورد تا فرایند های حیاتی در حاملگی اولیه را مطالعه کنند.
اهمیت درک جفت
عوارض حاملگی تنها در سال ۲۰۲۳، منجر به مرگ بالاتر از ۲۶۰ هزار مادر و تلفات میلیونها نوزاد در سراسر دنیا شد. یکی از عوارض جدی در حاملگی که با اختلال عملکرد جفت مرتبط می باشد، «پره اکلامپسی» است که ۵ تا ۸ درصد از حاملگی ها را تحت الشعاع قرار می دهد. این بیماری سبب فشار خون بالا می شود و می تواند به اندام ها صدمه برساند. همینطور می تواند منجر به زایمان زودرس و خطرات جدی برای سلامتی مادر و نوزاد شود.
این بیماری خطر مبتلا شدن به مشکلات سلامتی طولانی مدت مانند بیماری قلبی، دیابت و بیماری کلیوی را در مادر بالا می برد و هم اکنون، هیچ درمانی به جز زایمان وجود ندارد، چونکه دانشمندان هنوز بطور کامل نمی دانند چه چیزی سبب آن می شود.
این بیماری با عواملی مانند نژاد، سن، چاقی، فشار خون بالا، دیابت، اختلالات خودایمنی و استفاده از روش های کمک باروری مزتبط است. زنان گاهی اوقات می توانند با مصرف دوز های پایین آسپرین از ابتدای حاملگی از این امر جلوگیری نمایند، اما دانشمندان هنوز راه موثری را برای ممانعت از همه موارد پیدا نکرده اند.
اگر «پره اکلامپسی» ایجاد شود، چند گزینه دارویی برای درمان تغییرات فشار خون در دسترس می باشد، اما تنها درمان، زایمان نوزاد است. این بیماری اغلب منجر به تولد نارس و چالش های آن می شود.
فواید جفت های مینیاتوری
محققان می توانند با استفاده از «ارگانوئید های جفتی»، معمای عوارض حاملگی را حل کنند و دارو های جدیدی را آزمایش نمایند.
«ارگانوئیدهای» زیست چاپی در این مطالعه می توانند برای درک بهتر حاملگی با استفاده از ابزار هایی برای ویرایش ژن ها در سلول ها و کشف عاملهای مهم در این فرایند، گسترش یابند. همینطور می توان از آنها می توان برای مطالعه عفونت ها و آزمایش دارو ها برای ایمنی و اثربخشی در مقیاس بزرگ بهره برد.
فناوری «زیست چاپ»، دقت و تکرارپذیری را بهبود می بخشد. همچنین، نیاز به حیوانات در مطالعات را می کاهد. این مطالعه ما را به آینده ای نزدیک می کند که در آن عوارض حاملگی می توانند پیش از این که جان افراد را به خطر اندازند، پیش بینی، پیشگیری و درمان شوند.
این مطالعه در مجله Nature Communications انتشار یافته است.
منبع: ایسنا
منبع: beedownload.ir
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب