به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، اپیدیدیم، یک اندام تولیدمثلی کلیدی، برای غلظت، بلوغ و ذخیره اسپرم است. با وجود درک جامع از بسیاری از عملکردهای آن، جنبه‌های متعددی از فرآیندهای پیچیده در اپیدیدیم همچنان مبهم باقی مانده است. اختلال در این اندام به طور پیچیده‌ای با تشکیل میکرو محیط، اختلالات در بلوغ اسپرم و پیشرفت ناباروری مردان مرتبط است. بنابراین، روشن شدن مکانیسم‌های عملکردی اپیتلیوم اپیدیدیم ضروری است. با توجه به تنوع سلول‌های موجود در اپیتلیوم اپیدیدیم، استفاده از یک مدل in vitro سه‌بعدی (3D) یک چارچوب جامع و عملی برای کاوش نقش‌های چند وجهی اپیدیدیم ارائه می‌دهد. کشت سلول اندام‌واره، شامل کشت همزمان سلول‌های بنیادی چندتوان یا بالغ با فاکتورهای رشد روی داربست‌های ماتریس مصنوعی، میکرو محیط رشد سلولی in vivo را به طور موثر بازسازی می‌کند، در نتیجه راهی امیدوار کننده برای مطالعه اپیدیدیم ارائه می‌دهد. 

سلول‌های پایه - پیش‌نیاز شکل‌گیری اندام‌واره؟
از سال 1925، محققان با استفاده از یک مدل موش، برای اولین بار وجود سلول‌های بنیادی در اپیتلیوم اپیدیدیم را پیشنهاد دادند. فرضیه‌های بعدی سلول‌های پایه را به عنوان سلول‌های بنیادی بالقوه در اپیدیدیم مطرح کردند. مشاهدات در موش‌های نر بالغ که یک‌طرفه اورکیتومی شده بودند، نشان داد که سلول‌های پایه از شکل بیضوی به شکل مثلثی و کشیده تغییر شکل می‌دهند و به سلول‌های ستونی توسعه‌یافته تبدیل می‌شوند. مطالعات in vitro نشان داد که سلول‌های پایه، که با مثبت بودن کراتین 5 (KRT5) شناسایی می‌شوند، می‌توانند به سلول‌هایی که KRT8 و کانکسین 26 را بیان می‌کنند، که نشانگرهای معمولی سلول‌های ستونی هستند، تمایز پیدا کنند. این سلول‌های پایه توانایی خود نوسازی و تمایز را نشان دادند و اندام‌واره‌هایی تشکیل دادند که قادر به بیان آکوپورین 9 و CFTR بودند، نشانگرهایی که نشان دهنده سلول‌های اصلی هستند. علاوه بر این، این سلول‌ها کلاسترین را ترشح کردند، پروتئینی که برای بلوغ اسپرماتوzoa حیاتی است. اندام‌واره‌های مشتق شده از سلول‌های پایه، توانایی خود نوسازی را نشان دادند و حداقل برای 13 پاساژ، اندام‌واره‌های جدیدی را حفظ کردند. این شواهد قویاً از شناسایی سلول‌های پایه به عنوان دارای خواص شبیه به سلول‌های بنیادی با ظرفیت خود نوسازی قابل توجهی حمایت می‌کند.

تاریخچه توسعه اندام‌واره‌های اپیدیدیم
یک میکرو محیط به خوبی طراحی شده در مهندسی بافت و سلول می‌تواند تکثیر، مهاجرت، تولید ماتریکس و تمایز سلول‌های بنیادی را تقویت کند. تفاوت‌های قابل توجهی در مورد تعاملات سلول-سلول، مکانیک سلولی و دسترسی به مواد مغذی بین کشت‌های سلولی سه بعدی (3D) و کشت‌های سلولی دو بعدی (2D) استاندارد وجود دارد. با این حال، سیستم‌های کشت سلولی تک لایه 2D ممکن است به دلیل سادگی ذاتی خود، فرآیند توسعه سلولی مشاهده شده در محیط فیزیولوژیکی in vivo را به طور دقیق شبیه‌سازی نکنند. این تناقض ناشی از عدم وجود یک محیط پیچیده و غنی از نظر بیولوژیکی است. ظهور رویکردهای کشت سلولی 3D که تعاملات بافت و اندام in vivo را مدل‌سازی می‌کنند، راه‌های جدیدی برای مطالعه سیگنال‌های زیستی و بیومکانیکی نهفته باز کرده است. 

کاربردهای بالقوه اندام‌واره‌های اپیدیدیم
مدل‌های اندام‌واره مشتق شده از سلول‌های اپیدیدیم موش، موش صحرایی و انسان ایجاد شده‌اند. این سیستم‌های کشت سلولی in vitro جدید، پیشرفت قابل توجهی را در تکمیل خطوط سلولی اپیدیدیم موجود و مدل‌های حیوانی نشان می‌دهند. اندام‌واره‌ها برای ارتقای دقت درمان ناباروری مردان حیاتی هستند. مشابه اندام‌واره‌های بیضه‌ای در تولید مثل مردان، اندام‌واره‌های اپیدیدیم یک بستر ارزشمند برای غربالگری با توان بالا داروها و سمیت ارائه می‌دهند، اگرچه تحقیقات در این زمینه هنوز در مرحله توسعه است. دانش محدود، کمبود اطلاعات در مورد غربالگری دارو و کاربردهای بالینی اندام‌واره‌های اپیدیدیم را نشان می‌دهد. اکثر تلاش‌های تحقیقاتی به سمت ایجاد سیستم‌های کشت و مطالعه شبیه‌سازی توسعه اپیدیدیم هدایت شده است. با استفاده از تحقیقات مربوط به اندام‌واره‌های مشتق شده از بافت‌های دیگر کاربردهای بالقوه اندام‌واره‌های اپیدیدیم می‌تواند شامل موارد زیر باشد:

(1) مدل‌سازی بیماری: اندام‌واره‌های اپیدیدیم یک مسیر امیدوار کننده برای مدل‌سازی بیماری و مطالعه شرایط مختلف اپیدیدیم مانند ناباروری و ناهنجاری‌های مادرزادی ارائه می‌دهند. در مردان مبتلا به فیبروز سیستیک، نقص در اپیدیدیم یا مجرای اسپرم‌بر اغلب منجر به آزواسپرمی انسدادی می‌شود. محققان از یک مدل اندام‌واره اپیتلیوم اپیدیدیم انسانی برای روشن شدن مکانیسم‌های مولکولی در زمینه ناباروری مردان که توسط CFTR در بیماران مبتلا به فیبروز سیستیک واسطه می‌شود، استفاده کردند. بنابراین، اندام‌واره‌های اپیدیدیم پتانسیل قابل توجهی برای مطالعه ناباروری مردان و غربالگری داروهای درمانی نشان می‌دهند.
(2) آزمایش دارو: اندام‌واره‌های کشت شده از بیماران مبتلا به سرطان پروستات، مقاومت به توقف رشد سلولی و آپوپتوز القا شده توسط مهارکننده‌های BET را نشان داده‌اند و مکانیسم مولکولی جدیدی برای مقاومت به مهارکننده‌های BET در این بیماران را نشان می‌دهند. اپیدمی‌های اخیر، مانند همه گیری COVID-19، با اختلال در اسپرم در مردانی که به SARS-CoV-2 مبتلا شده‌اند، مرتبط بوده‌اند. توسعه اندام‌های شبیه به بیضه و اپیدیدیم می‌تواند یک مدل ex vivo مناسب‌تر برای مطالعه چنین حوادث حاد ارائه دهد. اندام‌واره‌های بیضه‌ای به عنوان ابزار مؤثری برای غربالگری سمیت تولید مثل در سطح اندام ظاهر شده‌اند، اما نقش اندام‌واره‌های اپیدیدیم در غربالگری دارو و درمان عفونت ویروسی هنوز ناشناخته است. بنابراین، ایجاد مدل‌های اپیدیدیم برای غربالگری دارو برای پیشبرد تحقیقات در مورد مقاومت ویروسی در اندام‌های تولید مثل بسیار مهم است.
(3) تحقیقات زیست شناسی تولید مثل: اندام‌واره‌ها می‌توانند تا حدی ویژگی‌های ساختاری و عملکردی اندام‌های in vivo را تکرار کنند و مطالعه تعاملات سلولی و مسیرهای سیگنالینگ را از طریق کشت اندام‌واره تسهیل کنند. مطالعات اولیه نشان داد که سلول‌های اپیتلیوم اپیدیدیم نقش مهمی در ارتقای بلوغ اسپرم دارند و یک بستر برای بررسی این فرآیند in vitro ارائه می‌دهند. با این حال، محدودیت‌های شرایط کشت 2D مانع از کاوش جامع در مورد نحوه تأثیر اپیتلیوم اپیدیدیم بر بلوغ اسپرم و مکانیسم‌های نهفته آن می‌شود.
تا کنون فقط تعداد محدودی از اندام‌واره‌های اپیدیدیم 3D توسعه یافته‌اند. چندین چالش با ایجاد اندام‌واره‌های 3D اپیدیدیم همراه است. شبیه‌سازی دقیق بخش‌های مختلف اپیدیدیم برای مطالعه انتقال اسپرم، بلوغ، کسب تحرک و مکانیسم‌های مولکولی زیربنایی آن‌ها مفید خواهد بود. محققان به دلیل کمبود نمونه‌های بافت اپیدیدیم و چالش‌های موجود در به دست آوردن بافت از بیماران جوان‌تر که سرطان اپیدیدیم ندارند، با مشکلاتی مواجه شده‌اند. ظهور اندام‌واره‌های سیستم تولید مثل مردانه، شامل اندام‌واره‌های پروستات، بیضه، اپیدیدیم و احتمالاً وزیکول سمینال، یک مسیر امیدوار کننده به سمت ادغام آن‌ها در یک پلتفرم چند اندامی روی یک تراشه نشان می‌دهد. علاوه بر این، اندام‌واره‌های اپیدیدیم به عنوان ابزاری ارزشمند برای روشن شدن مکانیسم‌های ناباروری، مطالعه اثربخشی درمان و ارزیابی سمیت دارو عمل می‌کنند. 
پایان مطلب/.