کارخانه خون‌سازی مغز استخوان انسان در آزمایشگاه ساخته شد

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از اینترستینگ انجینرینگ، محققان دانشگاه بازل سوئیس و بیمارستان آن اعلام کرده اند این مدل برای جایگزین کردن یا کاهش استفاده از حیوانات در تحقیقات روی موضوعاتی مانند سرطان خون و آزمایش داروها کارآمد است.

مغز استخوان که به عنوان کارخانه خون سازی بدن انسان شناخته می‌شود، به طور مداوم در حال فعالیت است و فرد هیچ گاه متوجه فعالیت آن نمی‌شود مگر آنکه یک بیماری خونی در بدنش رخ دهد.

این عضو بدن که هر روز میلیاردها سلول تولید می‌کند یک بافت پیچیده حاوی اجزای مخصوص مانند سلول‌های استخوان، رگ‌های خونی، عصب‌ها و سلول‌های ایمنی است.

ساختار اسفنجی آن نیز به شکل محیط‌های ریز تخصصی سازماندهی شده که نیچ (niche) نام دارند. درک کارکرد مغز استخوان اهمیت خاصی دارد، به خصوص اگر شکستی در سیستم مانند وقوع سرطان خون، رخ دهد.

نیچ اندوستئال که در نزدیکی سطح استخوان قرار دارد، برای خون‌سازی طبیعی حیاتی است و همچنین با چگونگی ایجاد مقاومت در سرطان‌های خونی نسبت به درمان‌ها ارتباط دارد.

پژوهش‌های فعلی بیشتر اوقات به مدل‌های حیوانی وابسته هستند یا روی سلول‌های بسیار ساده سازی شده، کشت می‌شوند که نمی‌توانند به درستی پیچیدگی سلول مغز استخوان انسان و نیچ اندوستئال را نشان دهند.

بافت واقع گرایانه و پیچیده مغز استخوان با استفاده از دو جز اصلی مهندسی شده که عبارتند یک داربست پشتیبان و سلول‌های انسانی مخصوص.

مبنای ساخت نیز یک سازه مصنوعی استخوان از جنس هیدروکسی آپاتیت، یک ماده معدنی طبیعی که در استخوان و دندان یافت می‌شود، است. پژوهشگران در این داربست سلول‌های انسانی قرار دادند که با استفاده از روش‌های زیست شناسی مولکولی به صورت سلول‌های بنیادی پر توان برنامه ریزی شده بودند.

این سلول‌های بنیادی مصنوعی در مرحله بعد توانستند، براساس سیگنال‌های خاص دریافت شده درمحیط مهندسی شده، انواع سلول‌های مخصوص مورد نیاز مانند سلول‌های استخوان، خون، رگ‌ها و اعصاب را که برای مغز استخوان حیاتی هستند را بسازند.

پژوهشگران این سلول‌های بنیادی درساختار مصنوعی استخوان جای‌گذاری کردند و سپس با استفاده از فرآیندهای هدفمند، به‌صورت مرحله به مرحله انواع مختلف سلول‌های مغز استخوان را تولید کردند.

بررسی‌های بیشتر نشان داد که سازهٔ سه‌بعدی حاصل، شباهت بسیار زیادی به نیچ اندوستئال انسان دارد و از نظر اندازه نیز نسبتاً بزرگ است (۸ میلی‌متر قطر و ۴ میلی‌متر ضخامت). نکتهٔ جالب این بود که این مدل واقع‌گرایانه توانست فرآیند خون‌سازی انسان را به‌مدت چندین هفته در محیط آزمایشگاه حفظ کند.