به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، مدل‌های ارگانوئیدی مشتق‌شده از سلول‌های بنیادی انسانی نوید تسریع درک ما از اختلالات مغزی را می‌دهند، اما هنوز نمی‌دانیم که آیا توانایی بلوغ فراتر از مراحل ابتدایی جنین تا اواسط تا اواخر جنینی را دارند و آیا می‌توان از آنها استفاده‌هایی برای بررسی دارویی داشت. در همین راستا لوری کرلی، مدیر عامل و یکی از بنیانگذاران AxoSim، Ph.D.، در انتشار امروز گفت: "هدف ما از ارائه سریعتر داده‎های انسانی برای تغییر تحقیق و توسعه عصبی با افزودن پلتفرم، تیم و تهیه امکانات microBrain یک گام بزرگ رو به جلو برداشته است." پلتفرم MicroBrain از ارگانوئیدهای دوبعدی و سه بعدی مغز انسان (توده های میکروسکوپی سلولی که شبیه اندامی هستند و عملکرد آنها را نشان می دهند ) همراه با نرم افزارهای تحلیلی تشکیل شده است. بنابراین مخلوطی از آستروسیت‌ها و نورون‌های رشد یافته از سلول‌های بنیادی یک اهداکننده، این کشت‌ها را می‌تواند برای مطالعه چگونگی تأثیر مواد شیمیایی مختلف بر فعالیت الکتریکی مغز مورد استفاده قرار دهد.

دو محصول جدید برای مطالعه بیماری پارکینسون، صرع و سندرم رت

AxoSim قصد دارد این فناوری را به عنوان راهی برای مشتریان صنعت داروسازی خود ارائه دهد تا بیماری پارکینسون، صرع و سندرم رت را مطالعه کنند، بیماری نادری که باعث از دست دادن پیشرونده عملکرد حرکتی و مهارت های زبانی از دوران نوزادی می‌شود. این شرکت در حال حاضر دو محصول خود را در این زمینه ارائه می‌دهد. یک محصول : NerveSim، یک عصب روی یک تراشه برای مطالعه هدایت عصبی در درد مزمن، نوروپاتی و سمیت عصبی  و محصول دوم BrainSim، ارگانوئیدهای متشکل از انواع سلول‌های درگیر در مولتیپل اسکلروزیس می‌باشد.

بررسی کاهش خطر دارو با ارگانوئیدها

شرکت‌های داروسازی به‌طور فزاینده‌ای به ارگانوئیدها برای تحقیق و کاهش خطر دارو روی می‌آورند، این ابزار به روندی که توسط قانون نوسازی FDA 2.0 که اخیراً اجرا شده است، کمک می‌کند. زیرا قوانین به روز شده به شرکت‌ها اجازه می‌دهد تا داروها را بر اساس داده‌های ارگانوئیدها، بافت روی تراشه و سایر جایگزین‌های حیوانی به آزمایشات بالینی ببرند. این به ویژه برای بیوتکنولوژی در فضای علوم اعصاب مرتبط است، زیرا حیوانات، مدل‌های ضعیفی از مغز انسان هستند. AxoSim ادعا می‌کند که 20 شرکت از 25 شرکت دارویی برتر دنیا را (از نظر اندازه و درآمد ) در میان مشتریان خود قرار می‌دهد.

بررسی مراحل اولیه تکوین مغز نوزادان با ارگانوئیدهای مینیاتوری مغز

دانشمندان سال‌ها ارگانوئیدهای ساده‌شده‌ای را از سلول‌های انسانی در آزمایشگاه‌ها پرورش داده‌اندتا از آنها برای تقلید و مطالعه سیستم‌های داخلی بدن برای دانستن مکانیسم بیماری‌ها و درمان‌ها آنها استفاده ‌کنند – با این حال، هر شبیه‌سازی کوچک معمولاً عمر طولانی ندارد. اما اکنون، محققان دانشگاه کالیفرنیا، لس‌آنجلس (UCLA) و دانشگاه استنفورد دریافته‌اند که مغزهای مینیاتوری و سه بعدی می‌توانند رشد کنند و به بلوغ خود هم ادامه دهند به گونه‌ای که  مراحل زمانی رشد مغز کامل انسان را تقلید کنند، البته در صورتی که زمان کافی به آنها داده شود. آنها با انجام آنالیزهای ژنتیکی در مدت 20 ماه از ارگانوئیدهای جمع آوری شده از سلول‌های بنیادی پرتوان القایی، دریافتند که مغزهای کوچک از یک ساعت درونی پیروی می‌کنند که با مراحل بارداری و همچنین پس از تولد و دوران نوزادی مطابقت دارد. دانیل گشویند، دکترای دکتری، گفت: «این داده جدید است زیرا تا کنون، هیچ‌کس این ارگانوئیدها را برای این مدت زمان رشد نداده و مشخص نکرده است، و همچنین نشان نداده است که رشد مغز انسان را در یک محیط آزمایشگاهی خلاصه می‌کنند.»

مطالعه طیف وسیعی از بیماری‌ها با ارگانوئیدها

ارگانوئیدها اندام‌های زنده و مینیاتوری هستند که محققان از آنها برای مطالعه طیف وسیعی از بیماری‌ها از جمله سرطان و اختلالات تکوینی استفاده می‌کنند. اما ساخت ارگانوئیدهایی که به طور دقیق مغز انسان را نشان می‌دهند چالش برانگیز است، زیرا مغز هر فرد منحصر به فرد است. در همین راستا دانشمندان دانشگاه هاروارد و مؤسسه برود به دنبال این بودند که چگونه می‌توانند ارگانوئیدهای مغزی بسازند که به طور مداوم از انواع سلول‌ها و ارتباطات عصبی که مغز هر انسانی دارد تقلید کند. آنها معتقدند که این ارگانوئیدها می‌توانند برای مطالعه بیماری‌های عصبی مانند اوتیسم و اسکیزوفرنی و همچنین تأثیر داروها در مغز مورد استفاده قرار گیرند. آنها این ارگانوئیدها را در مجله Nature توصیف کردند. محققان ارگانوئیدهای قشر مغز، ناحیه ای از مغز که بر شناخت حاکم است، ایجاد کردند. آنها با رده‌های سلول‌های بنیادی متفاوت شروع کردند و آنها را در آزمایشگاه به مدت بیش از شش ماه تحت شرایط کشت خاصی پرورش دادند که به ارگانوئیدها اجازه می‌داد تا تمام انواع سلول‌هایی را که معمولاً در قشر مغز یافت می‌شوند تولید کنند. این تیم از توالی یابی RNA و ابزارهای تجزیه و تحلیل داده‌های بزرگ برای مطالعه بیان ژن در مراحل مختلف رشد مغز استفاده کردند. چنین ارگانوئیدهایی را می‌توان به عنوان "کنترل" در آزمایش هایی که برای مقایسه مغزهای طبیعی با مغزهای مبتلا به بیماری های عصبی طراحی شده است، استفاده کرد. محبوبیت ارگانوئیدها به عنوان ابزار تحقیقاتی در حال افزایش است و در عصب شناسی، این فناوری همچنان در حال پیشرفت است. در اوایل این ماه، مؤسسه ملی بهداشت (NIH) از شرکت StemoniX برای ساخت microBrain 3D، مدلی از مغز مبتنی بر سلول‌های بنیادی بهره برد. چنین ارگانوئیدی می‌تواند برای آزمایش درمان‌های دارویی بر روی آن بیماران خاص با هدف بهبود پزشکی شخصی استفاده شود. یا می‌توان از آنها برای درک بهتر عواملی که در ایجاد سرطان نقش دارند، از جمله جهش‌های ژنی استفاده کرد.

ترسیم آینده ارگانوئیدهای مغزی

توماس هارتانگ، M.D., Ph.D.، محقق ارگانوئید مغز در دانشگاه جانز هاپکینز که مجوز ساخت را صادر کرده است، "این اکتساب دانش و مالکیت معنوی برخی از پیشرفته ترین مدل‌های ارگانوئید را با تجربه گسترده AxoSim در تجاری سازی و انتشار آنها گرد هم می‌آورد." فناوری BrainSim به AxoSim و در حال حاضر معاون مشاوره این شرکت در امور علمی، در بیانیه مطبوعاتی گفت: ارگانوئیدهای مغزی آینده توسعه دارو در اختلالات مغزی و به طور کلی کاهش خطر داروها و مواد شیمیایی هستند.

بنابراین پلتفرم‌های StemoniX microBrain و AxoSim NerveSim® و BrainSim® از سلول‌های بنیادی پرتوان القا شده انسانی (iPSCs) برای توسعه مدل‌های زنده آزمایشگاهی مغز و ساختارهای عصبی انسان، که به عنوان ارگانوئیدها نیز شناخته می‌شوند، استفاده می‌کنند. این ارگانوئیدها، روشی را متحول می‌کنند که شرکت‌های داروسازی زیستی هم بتوانند داروهای عصبی را کشف ‌کنند، هم داده‌های انسانی را بسیار سریع تر و کارآمدتر ارائه دهند و هم بتوانند امکان انتخاب داروهای ایمن تر و مؤثرتر را برای بهبود ترجمه و موفقیت بالینی فراهم کنند.

پایان مطلب/.