به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، یک تیم چند رشته‌ای به رهبریBradley Jay Willenberg ، محقق زیست‌پزشکی کالج پزشکی، همراه با Mollie Jewett (دانشکده علوم زیست پزشکی UCF برنت) و Andrew Dickerson (دانشگاه تنسی) مواد زیستی ژل مویرگی سه بعدی را با سلول‌های انسانی پوشش دادند تا بافت مهندسی شده ایجاد کنند و سپس آن را با خون تزریق کردند. . آزمایش نشان داد پشه‌ها به راحتی نیش می‌زنند و از خون سازه‌ها تغذیه می‌کنند. دانشمندان امیدوارند از این پلتفرم جدید برای بررسی چگونگی تاثیر عوامل بیماری زایی که پشه‌ها حمل می‌کنند و در ادامه به وسیله آن سلول‌ها و بافت‌های انسان را تحت تاثیر قرار داده و آنها را آلوده کرده، استفاده کنند. در حال حاضر، محققان برای چنین تحقیقاتی عمدتاً به مدل‌های حیوانی و سلول‌های کشت‌شده روی ظروف مسطح تکیه می‌کنند. علاوه بر این، سیستم جدید برای گونه‌های پشه‌های تغذیه‌کننده با خون که پرورش و نگهداری آنها به‌عنوان کلنی در آزمایشگاه دشوار است، نویدبخش است، زیرا از یک کاربرد عملی مهم برخوردار است. کار تیم ویلنبرگ در مجله Insects منتشر شد.

پشه‌های ناقل بیماری

پشه‌ها اغلب کشنده‌ترین حیوان جهان نامیده می‌شوند، زیرا بیماری‌های ناقل، از جمله بیماری‌های ناشی از پشه‌ها باعث مرگ بیش از 700000 نفر در سراسر جهان در سال می‌شوند. مالاریا، دانگ، ویروس زیکا و ویروس نیل غربی همگی توسط پشه‌ها منتقل می‌شوند. حتی برای کسانی که از این بیماری‌ها جان سالم به در می‌برند، بسیاری از آنها از نارسایی اندام، تشنج و اثرات عصبی جدی رنج می‌برند. ویلنبرگ می‌گوید: "بسیاری از مردم سالانه به بیماری‌های منتقله از پشه مبتلا می‌شوند، از جمله در ایالات متحده. تلفات چنین بیماری‌هایی می‌تواند به ویژه برای بسیاری از کشورهای جهان مخرب باشد." این تأثیر جهانی بیماری‌های منتقله از طریق پشه همان چیزی است که ویلنبرگ را که آزمایشگاهش ترکیبی منحصر به فرد از مهندسی زیست پزشکی، بیومواد، مهندسی بافت، نانوتکنولوژی و زیست شناسی ناقل را به کار می‌گیرند،تا آنها را به سمت توسعه ابزارهای نظارتی، کنترل و تحقیقاتی نوآورانه بر پشه‌ها سوق دهد. او گفت که امیدوار است پلتفرم جدید خود را برای کاربرد با ناقلان دیگری مانند کنه که بیماری لایم را گسترش می‌دهند، نیز طبیق دهد.

مکانیسم انتقال بیماری از پشه به انسان

بیش از 60 میلیون مورد فیلاریازیس لنفاوی ناشی از انگل‌های فیلاریایی وجود دارد که از طریق پشه‌ها منتقل می‌شوند. این ناقل‌های بندپایان خون‌خوار (تغذیه‌کننده با خون)، پاتوژن‌هایی را که باعث ایجاد این بیماری‌ها می‌شوند، در طی مصرف وعده‌های غذایی خون از میزبان مهره‌داران آلوده به دست می‌آورند. در حین کاوش برای یافتن رگ خونی، پشه از طریق اپیدرم مهره‌داران به قسمت‌های دهانی پروبوسیس خود نفوذ می‌کند و بزاق را همراه با عامل بیماری‌زا به داخل پوست میزبان دفع می‌کند. برای ادامه چرخه انتقال پاتوژن از مهره داران به پشه، پاتوژن باید به اندازه کافی در سراسر بدن مهره داران فراوان باشد تا در نیش پشه بعدی دوباره جذب شود. در هماهنگی انتقال اولیه پاتوژن، تکثیر در محل گزش و پاسخ‌های ایمنی اولیه میزبان رویدادهای حیاتی قبل از انتشار در سراسر میزبان هستند. بنابراین، این رویدادهای اولیه برای پیامدهای بیماری مهم هستند و به شدت با بار پاتوژن محیطی و مرگ و میر مرتبط هستند.

راه‌های مطالعه عملکرد پشه

ابزارهای آزمایشگاهی مانند سیستم‌های تغذیه با خون مصنوعی، کشت سلولی و ریزنمونه‌های بافت پوست، ابزارهای مقرون به صرفه ای را برای مطالعه پشه و عملکرد آن ارائه می‌دهند. حفظ کلونی‌های پشه‌های آزمایشگاهی حلقه بسته، رویکردهای تجربی را ممکن می‌سازد و ملاحظات و محدودیت‌های اخلاقی کمتری در مقایسه با استفاده از حیوانات زنده و داوطلبان انسانی را به همراه دارد. لازم به ذکر است سیستم‌های تغذیه با خون مصنوعی برای نگهداری از کلنی‌های پشه می‌تواند به اندازه یک پوشش سوسیس کلاژنی (گاوی) گرم شده و پر از خون ساده باشد .. فیدرهای شیشه‌ای پیچیده تر، اولین بار توسط Rutledge و همکاران طراحی شده است، که از پارافیلم یا غشاهای مشتق شده از حیوانات (به عنوان مثال، پوشش کلاژنی گاو، پوست مرغ نازک شده) که روی مخزن خون گرم شده توسط یک جلیقه آب در گردش کشیده شده است نیز اغلب استفاده می‌شود. گروهی نیز با استفاده از بسته های غشایی ParafilmTM-M پر از خون گرم، به نحوه تغذیه پشه و ایجاد عفونت دهان پرداختند. گروهی دیگر نیز با استفاده از چاپ سه بعدی، یک "پوست" مبتنی بر هیدروژل بدون سلول با خون گرم شده که در ساختارهای رگ مانند در گردش است ایجاد کردند .ولی  از آنجایی که تمام سیستم‌های فوق، فاقد سلول‌های زنده هستند، پتانسیل بررسی زیست شناسی سلولی در محل گزش را ندارند. بنابراین به تازگی مدل‌های کشت سلولی دو بعدی در مورد تأثیر پروتئین‌های بزاق پشه بر سلول‌های پوست انسان و بینش‌هایی در مورد نحوه ایجاد عفونت آربوویروسی در این سلول‌ها ارائه شده است.

هدف کمک به کاهش رنج انسان است

او می‌گوید: «ما اثبات اولیه مفهوم را با این نمونه اولیه نشان دادیم. من فکر می‌کنم راه‌های بالقوه زیادی برای استفاده از این فناوری وجود دارد. ویلنبرگ که در ویدئو ضبط شده توسط تیم خود، پشه‌ها را مشاهده کرد که با اشتیاق از بافت مهندسی شده خون تغذیه می‌کردند، درست مانند یک میزبان انسان. این نمایش نشان دهنده دستیابی به یک نقطه عطف حیاتی برای این فناوری است: اطمینان از اینکه ساختارهای بافت برای پشه‌ها اشتها آور هستند. او می‌گوید: «همانطور که یکی از مربیان من مدت‌ها پیش با من در میان گذاشت، هدف پزشکان و محققان زیست پزشکی کمک به کاهش رنج انسان است. بنابراین، اگر بتوانیم چیزی ارائه کنیم که به ما کمک کند در مورد پشه‌ها بیشتر بیاموزیم، بیشتر می‌توانیم در بیماری‌ها مداخله کنیم و به نوعی پشه‌ها را از مردم دور نگه داریم، فکر می‌کنم این یک نکته مثبت است.

چرا ایده بافت مهندسی مطرح شد؟

ویلنبرگ وقتی فهمید که مؤسسه ملی بهداشت (NIH) به دنبال مدل‌های سه بعدی آزمایشگاهی جدیدی است که می‌تواند به مطالعه پاتوژن‌هایی که پشه‌ها و سایر بندپایان گزنده حمل می‌کنند کمک کند، ایده بافت مهندسی شده را مطرح کرد. او می‌گوید: «وقتی در مورد NIH به دنبال این مدل‌ها خواندم، به این فکر افتادم که شاید راهی برای نیش زدن پشه‌ها و تغذیه مستقیم [در مدل‌های سه‌بعدی] وجود داشته باشد. سپس می‌توانم پشه را برای انجام زایمان طبیعی بیاورم و یک مدل رابط کامل بردار-میزبان-پاتوژن ایجاد کنم تا همه آن را با هم مطالعه کنیم. از آنجایی که این پلتفرم هنوز در مراحل اولیه خود است، ویلنبرگ می‌خواهد انواع سلول‌های اضافی را برای نزدیک‌تر کردن سیستم به پوست انسان ترکیب کند. او همچنین در حال توسعه همکاری با کارشناسانی است که پاتوژن‌ها را مطالعه می‌کنند و با ناقلان آلوده کار می‌کنند، و با سازمان‌های کنترل پشه کار می‌کند تا ببیند چگونه می‌توانند از این فناوری استفاده کنند.

گام بعدی بهبود کیفیت پلتفرم است

او می‌گوید: "من دیدگاه خاصی برای این پلتفرم دارم و به دنبال آن هستم. تجربه من نیز این است که سایر ایده‌های خوب و جهت‌گیری‌های تحقیقاتی زمانی که به دست دیگران برسد شکوفا خواهند شد." در پایان، ایده‌ها و تلاش‌های جمعی جوامع مختلف تحقیقاتی مختلف، میتواند سیستم ما را به پتانسیل کامل خود سوق ‌دهد. بنابراین، اگر بتوانیم ابزارهایی را برای آن‌ها فراهم کنیم تا بتوانند کارشان را انجام دهند و در عین حال، سیستم خود را به جلو ببریم. ، این واقعاً هیجان انگیز است."

پایان مطلب/.