پزشکی بازساختی و سلول‌های بنیادی

سلول هایی که در مدل ها استفاده می گردند به ندرت از نورون های افراد سالم دریافت می شوند و اغلب از نورون های بیمارانی که فوت شده اند بدست می آیند. سلول های موجود در مدل بافت سه بعدی از سلول های بنیادی پرتوان القایی (iPSCs) که می توانند از منابع مختلفی مانند پوست بیماران تهیه شده باشند بدست می آیند. IPSC ها از بازگرداندن مسیر تکامل سلول های تمایز یافته به دوره ی جنینی که در فرم سلول های بنیادی بوده اند بدست می آیند. پس از تشکیل این سلول های بنیادی می توان آن ها را دوباره به سلول های مورد نظر تمایز داد. سلول تمایز یافته می تواند نورون باشد. سلول های iPSC توان تبدیل به انواع سلول های عصبی مانند آستروسیت ها که از نورون ها محافظت می کنند، را دارند. داربست ابریشمی- کلاژنی می تواند خصوصیات محیطی و الکتریکی یک بافت عصبی را در حالت طبیعی شبیه سازی نماید. این محیط در مقایسه با محیط دوبعدی توان بیشتری برای کنار هم قرار دادن سلول های عصبی دارد و از نظر ظاهر و توان انتقال نوروترنسمیترها نیز شبیه به محیط بدن می باشد. در مطالعات دیگر از iPSCs برای ساختن ارگانوئید مانند ارگانوئید مغزی که درواقع ساختار کوچک شده ی بافت مغزمی باشد، استفاده شده است و از آن برای درک بهتر روند رشد و عملکرد سلول های عصبی استفاده می گردد با این وجود با استفاده از ارگانوئیدها نمی توان ساختار دقیقی از بافت مغزی بدست آورد. سلول هایی که در مرکز این ارگانوئید قرار گرفته اند نمی توانند دسترسی کافی به اکسیژن و مواد غذایی داشته باشند. در مدل تهیه شده از بافت سه بعدی، سلول ها دسترسی کافی به اکسیژن و مواد غذایی مانند حالت طبیعی دارند. با تشکیل پنجره ای در این مدل به اعماق بافت سه بعدی مغزی می توان نفوذ نموده و روند رشد، رفتار و ترتیب هر یک از سلول ها را مشاهده نمود. با استفاده از محیط کشت سه بعدی رشد شبکه های عصبی راحت تر می باشد. سلول های موجود در این شبکه های عصبی می توانند از افراد سالم و یا از بیماران مبتلا به آلزایمر و یا پارکینسون بدست آیند. استفاده از این مدل سه بعدی می تواند نقشه ای واقعی برای مطالعه بیماری های مختلف و مشاهده ی اتفاقاتی که در دراز مدت در بافت مغزی روی می دهد، باشد. محققان در پی ارتقا بافت عصبی سه بعدی با استفاده از تکنیک های تصویربرداری پیشرفته و استفاده از سایر انواع سلول های عصبی مانند میکروگلیا و سلول های اندوتلیال برای ساختن یک مدل کامل تر از محیط مغزی می باشند تا با استفاده از آن ارتباطات و پیغام های میان سلول های عصبی را بهتر درک نمایند.

Reference:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsbiomaterials.8b00622