ابداع روشی برای بهبود ساختار ارگانوئیدها
این با من: پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس در مطالعه اخیرشان روش جدیدی را برای هوشمندتر کردن ساختار ارگانوئید مغز ابداع کردند.
به گزارش این با من به نقل از ایسنا و به نقل از آی ای، اگر سلول های بنیادی انسانی را در یک ظرف آزمایشگاهی با مواد مغذی مناسب قرار دهید، آنها یک مغز کوچک به نام ارگانوئید(organoid) را تشکیل خواهند داد. ارگانوئید یک توده نیمه سازمان یافته از سلول ها است.
حالا پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس روش جدیدی برای ایجاد ارگانوئیدهای کوچک مغز از سلول های بنیادی ارائه کرده اند. این ارگانوئیدهای با ساختار و کیفیت بالا فقط یک تا پنج میلی متر قطر دارند. این مطالعه به دانشمندان کمک خواهدنمود تا اختلالات عصبی در انسان را بهتر درک کنند.
مغز انسان عضوی ظریف است و مطالعه آن بدون ایجاد لطمه دشوار است. چاره ای این مشکل در دست سلول های بنیادی است و می توان از سلول های بنیادی برای رشد ارگانوئیدهای مغز در لابراتوار استفاده نمود. از آنجا که این ارگانوئیدها رفتاری شبیه به مغزهای واقعی دارند، می توان آنها را بدون درمان های آزمایشی بر روی بیماران زنده مطالعه کرد.
پژوهشگران چندین سال است که ارگانوئیدهای مغزی را پرورش می دهند، اما همه ارگانوئیدها یکسان ایجاد نمی شوند. ارگانوئیدها می توانند از آزمایشگاهی به لابراتوار دیگر و حتی از دسته ای به دسته دیگر متفاوت باشد، به این معنا که نتایج یافته های یک ارگانوئید ممکنست در مورد دیگر ارگانوئید صادق نباشد.
"بنت نوویچ"(Bennett Novitch) عضو مرکز تحقیقات پزشکی احیا کننده و سلول های بنیادی مرکز Eli and Edythe Broad دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس و نویسنده ارشد این مطالعه اظهار داشت: هم اکنون، این روش مانند غرب وحشی است برای اینکه هیچ روش استانداردی برای تولید ارگانوئیدهای کوچک مغزی وجود ندارد.
در مطالعه جدید، پژوهشگران دستورالعمل های جدیدی را برای ساخت ارگانوئیدهایی پیشنهاد کردند که از نظر ساختار و یکنواختی سازگار باشند. پژوهشگران در این مطالعه برای تولید مغزهای کوچک، پوست انسان یا سلول های خونی را گرفتند و آنها را باردیگر برنامه ریزی کردند تا به سلول های بنیادی پرتوان القایی(iPSC) تبدیل شوند. سلول های بنیادی پرتوان القایی، سلول هایی هستند که می توانند به هر نوع سلولی در بدن جهش پیدا کنند.
سپس آنها این سلول های بنیادی پرتوان القایی را به سمت ایجاد سلول های بنیادی عصبی که می توانند بیشتر انواع سلول های موجود در مغز را تولید کنند، هدایت کردند. همانطور که سلول های بنیادی عصبی درحال شکل گیری هستند، می توان آنها را تحریک کرد تا در ارگانوئیدهای سه بعدی قرار گیرند. این کار ساده است اما چرا برخی ارگانوئیدها بیش از بقیه شبیه مغز انسان هستند؟
پژوهشگران دریافتند که بلوغ رشدی سلول های بنیادی بر کیفیت آنها تأثیر می گذارد. بهترین راه برای نگه داشتن سلول های بنیادی انسانی در حالت اولیه رشد، قرار دادن آنها در ظرفی با سلول های پوست موش بود که به این روش تغذیه فیبروبلاست(fibroblast feeders) نیز گفته می شود. روش تغذیه فیبروبلاست، این لایه های تغذیه کننده، سیگنال های شیمیایی ضروری و پشتیبانی ساختاری را ارائه می کنند که به سلول های بنیادی کمک می نماید تا در طول زمان، رشد کرده و نابالغی خودرا حفظ کنند.
فیبروبلاست، فراوان ترین سلول در بافت همبند است که همه انواع رشته های بافت همبند و مواد آلی ماده زمینه ای را سنتز می کند. فیبروبلاست، سلولی است با هسته بیضوی و روشن و دارای کروماتین ظریف است که حاوی یک یا دو هستک واضح می باشد. اندامک های دخیل در پروتئین سازی در فیبروبلاست به شکل گسترده دیده می شوند.
متاسفانه، آنها کشف کردند که استفاده از سلول های موش می تواند ارگانوئیدها را برای توسعه درمان های سلولی برای جایگزینی بافت های عصبی بیمار یا لطمه دیده کم سازگار و نامناسب کند. علاوه بر این، این روش های تغذیه کننده پر زحمت تر از روش های رشد سلول های بنیادی هستند که بطور معمول در خیلی از لابراتوار ها استفاده می شوند.
پژوهشگران سپس به روش توالی یابی آر. ان. ای و تحلیل و بررسی محاسباتی روی آوردند تا تفاوت های ژنتیکی بین سلول های بنیادی که ارگانوئیدهای خوب تولید می کنند و سلول هایی که تولید نمی کنند را مشخص کنند. با بهره گیری از این تکنیک ها، آنها چهار مولکول را شناسایی نمودند که مسئول نگه داشتن سلول های بنیادی در وضعیت کمتر توسعه یافته بودند. این مولکول ها به ابرخانواده فاکتور رشد تبدیل کننده بتا تعلق داشتند، خانواده ای از پروتئین های مرتبط که خیلی از فرآیندهای سلولی را تنظیم می کنند.
افزودن این چهار مولکول به سلول های بنیادی درحال رشد در ظرف، آنها را در حالت نابالغ نگه می دارد و این سلول ها را قادر می سازد تا ارگانوئیدهای باکیفیت بالا و ساختار خوبی تولید کنند.
داشتن ارگانوئیدهایی که بطور دقیق و پیوسته ساختار و ترکیب سلولی بخش های خاص مغز را بازسازی می کنند، به پژوهشگران این امکان را می دهد تا اختلالات عصبی مانند اسکیزوفرنی و اوتیسم را مطالعه کنند. در این اختلالات، مغز افراد مبتلا اغلب از نظر ساختار شبیه به مغزهای نوروتیپیک(دارای مشکلات عصبی) به نظر می آید، اما تفاوت های مشخصی در عملکرد نشان میدهد.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب