تراشه‌ای که بیماری‌های بین اندام‌ها را تشخیص میدهد

به گزارش مجله خبری نگار،یک تراشه جدید که انواع سلول‌های مختلف را در محفظه‌های کوچک و به هم پیوسته نگه می‌دارد، می‌تواند به دانشمندان اجازه دهد تا تعاملات فیزیولوژیکی و بیماری‌ها بین اندام‌ها را بهتر درک کنند.

پلت فرم یکپارچه روده-کبد روی یک تراشه (iGLC) توسط دانشمندان مؤسسه علوم یکپارچه سازی سلولی مواد دانشگاه کیوتو (iCeMS) برای بهبود درک بیماری کبد چرب غیر الکلی (NAFLD) طراحی شده است.

درصد قابل توجهی از جمعیت دنیا مبتلا به NAFLD هستند، اما هیچ درمان موثری ایجاد نشده است.

روده و کبد به عنوان محور روده-کبد شناخته می‌شود. مدل سازی این فعل و انفعالات با استفاده از حیوانات، مانند موش، به دلیل تفاوت‌های فراوان بین گونه ها، بسیار دشوار است.
NAFLD شامل تجمع چربی در داخل کبد است که می‌تواند شدید شود. در حال حاضر تنها راه درمان موارد شدید این بیماری، پیوند کبد است. دانشمندان برای مطالعه این وضعیت به رویکرد‌های بهتری نیاز دارند تا بتوانند گزینه‌های بهبود یافته برای درمان را کشف کنند.

این اولین باری نیست که دانشمندان پلتفرم ارگان‌های بدن را روی تراشه توسعه می‌دهند و همچنین این پلتفرم اولین پلتفرم روده‌ای نیست، اما دستگاه‌های قبلی ناقص بودند.

پلتفرمی که توسعه داده شده است، با تلاش‌های قبلی بر برخی مشکلات غلبه کرده است. دانشمندان پلت فرم iGLC خود را با قرار دادن یک رده سلولی سرطان کبد و یک رده سلولی سرطان روده در اتاقک‌های جداگانه آزمایش کردند.

محفظه‌ها توسط کانال‌های سیال ریز با دریچه‌هایی می‌توانند باز و بسته شوند و به هم متصل می‌شوند.

این پلت فرم همچنین دارای یک پمپ برای فشار دادن مایع بین محفظه‌ای آن‌ها است.

آن‌ها به یک محیط مایع اجازه می‌دهند از هر دو اتاق عبور کند در حالی که سلول‌ها را جدا نگه می‌دارند و گردش خون بین روده و کبد را در بدن انسان تقلید می‌کنند.

همچنین به دانشمندان اجازه می‌دهد تا مواد جدیدی را به عنوان مثال اسید‌های چرب آزاد را وارد پلت فرم کنند تا تأثیر آن‌ها را بر روی دو اندام آزمایش کنند.

نکته مهم این است که این پلت فرم از یک ماده سیلیکونی به نام پلی دی متیل سیلوکسان (PDMS) ساخته شده است که با دو ماده دیگر پوشانده شده است، تا یکی از جذب مولکول‌های چربی که می‌تواند آزمایش‌ها را تحت تأثیر قرار دهد از تراشه جلوگیری کند و دیگری رشد سلولی را افزایش دهد.

دانشمندان همچنین تغییرات خاصی را که در زمان حضور اسید‌های چرب آزاد به مدت یک یا هفت روز در سلول‌ها اتفاق افتاد را ثبت کردند.

یک روز مصرف اسید‌های چرب آزاد منجر به آسیب DNA در داخل سلول شد. هفت روز گردش اسید‌های چرب آزاد منجر به تجمع آن‌ها در سلول‌ها شد تا جایی که آسیب DNA منجر به مرگ سلولی شد، که این اتفاق مشابه موارد شدید در ابتلا به NAFLD بود.

یوشیکازو هیرای نویسنده مسئول این مطالعه گفت: ما قصد داریم از ارگانوئید‌های کبد و روده مشتق‌شده از سلول‌های بنیادی انسانی استفاده کنیم تا بتوانیم NAFLD را تحت شرایط دقیق کنترل‌شده‌ای که بیشتر از بافت‌های فیزیولوژیکی بیماران تقلید می‌کند، بررسی کنیم.