پزشکی بازساختی و سلول‌های بنیادی

گروهی از دانشمندان، به سرپرستی دکتر شن به سطوح جدیدی در توسعه مدل بیمار دست یافته اند. آن‌ها روش‌های بهبود یافته‌ای را برای تولید میکروارگانوسفرها (MOS) توسعه داده‌اند و نشان داده‌اند که این MOSs قابلیت‌های ویژه ای برای انواع کاربردهای بالینی دارند. همان طور که به تازگی در Stem Cell Reports منتشر شده است، MOS آن‌ها می‌تواند به عنوان آواتار بیمار برای مطالعات مربوط به عفونت مستقیم ویروسی، نفوذ سلول های ایمنی و غربالگری داروهای درمانی با توان بالا مورد استفاده قرار گیرد، چیزی که با مدل های مرسوم مشتق شده از بیمار قابل دستیابی نیست.

تیم دکتر شن فناوری میکروسیال امولسیونی را برای ایجاد MOS، قطرات ریز در اندازه نانولیتر عصاره غشای پایه (BME) متشکل از مخلوط سلول های بافتی که می تواند با سرعت بالا از یک دستگاه خودکار تولید شود، توسعه داده اند. پس از ایجاد قطرات، روغن اضافی توسط یک فرآیند ابتکاری غشایی حذف می‌شود و هزاران قطره چسبناک با اندازه یکنواخت که حاوی ساختارهای بافت سه‌بعدی کوچکی هستند، باقی می‌ماند.

این تیم در ادامه به نشان دادن قابلیت ها و ویژگی های منحصر به فرد MOS در چندین آزمایش در نوع خود پرداخت. آنها نشان دادند که MOS می تواند مانند ارگانوئیدهای معمولی از منابع مختلف بافتی ایجاد شود و از ویژگی هایی همچون حفظ مورفولوژی هیستوپاتولوژیک، ظرفیت تمایز و بیان ژنتیکی، و توانایی منجمد شدن و کشت داده شدن، برخوردار است.

آزمایش‌هایی برای بررسی توانایی آلوده کردن MOS با ویروس‌ها انجام شد. برخلاف ارگانوئیدهای معمولی، MOS می‌تواند مستقیماً با ویروس‌ها و بدون حذف و تعلیق سلول‌ها از داربست BME اطراف خود آلوده شود، از این رو فرآیند عفونت ویروسی بافت میزبان را خلاصه می‌کند. تیم دکتر شن توانست با استفاده از کالبد شکافی بیماران یک اطلس MOS از بافت‌های تنفسی و گوارشی انسان ایجاد کرده و آنها را با ویروس‌های SARS-COV-2 آلوده کنند و سپس برای شناسایی داروهایی که عفونت ویروسی و تکثیر در آن بافت‌ها را مسدود می‌کنند، غربالگری دارویی انجام دهند.

MOS همچنین یک پلت‌فرم منحصر به فرد برای مطالعه و توسعه ایمیون سل تراپی ارائه می دهد. در محدوده انتشار طبیعی بافت عروقی، MOS مشتق از تومور اجازه نفوذ کافی توسط سلول‌های T ایمنی درمانی مانند CAR-T را می‌دهد و یک تست جدید تعیین قدرت سلول T را قادر می‌سازد تا کشتن تومور توسط سلول‌های T مهندسی شده را ارزیابی کند. چنین مدلی در بررسی پاسخ به تومور و در توسعه ایمیون سل تراپی‌های  ضد تومور بسیار مفید خواهد بود.

MOS می‌تواند بیشتر با آنالیز تصویربرداری یادگیری عمیق برای آزمایش سریع دارویی بیوپسی های کوچک و ناهمگن تومور بالینی ادغام شود. علاوه بر این، الگوریتم قادر به تشخیص اثرات سایتوتوکسیک در مقابل سایتواستاتیک و کلون‌های مقاوم به دارو بود که باعث عود مجدد می‌شود. این قابلیت پیشگامانه راه را برای استفاده از MOS در کلینیک برای تصمیمات درمانی هموار می‌کند.

دکتر خادم حسینی مدیرعامل TIBI. اظهار داشت "دکتر. شن و تیمش همچنان به اصلاح و بهبود فناوری MOS و توجه به تطبیق پذیری آن، نه تنها به عنوان یک مدل فیزیولوژیکی برای غربالگری درمان های شخصی بالقوه، بلکه برای مطالعات بیماری و انواع کاربردهای دیگر ادامه می‌دهند. "به نظر می‌رسد این موج آینده برای پزشکی دقیق باشد."

منبع:

https://terasaki.org/institute/news/pr/next-generation-patient-avatars.html

DOI: 10.1016/j.stemcr.2022.07.016