به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، یک بررسی جدید که در مجله Med منتشر شده، به بررسی استفاده از ارگانوئیدهای مشتق شده از بیماران PDO یا ارگان‌های مینیاتوری کشت‌شده در آزمایشگاه، به عنوان ابزارهای قدرتمند در تحقیقات سرطان پرداخته است. این ارگانوئیدها پیچیدگی تومورهای انسانی را شبیه‌سازی می‌کنند و امکان انجام مطالعات پیشرفته بر روی میکرو محیط تومور (TME) را فراهم می‌آورند. همچنین به‌عنوان مدل‌های پیش‌بالینی برای ویرایش ژن‌ها، پروفایل‌سازی مولکولی، آزمایش دارو و کشف بیومارکرها عمل می‌کنند که برای رویکردهای درمانی شخصی‌سازی‌شده ضروری هستند.

ظهور ارگانوئیدها در تحقیقات سلول‌های بنیادی

ظهور ارگانوئیدها، که یک پیشرفت انقلابی در زمینه تحقیقات سلول‌های بنیادی در دهه گذشته بوده است، تحولی در حوزه‌های مختلف از جمله پزشکی بازسازی، توسعه دارو و پزشکی دقیق ایجاد کرده است. ارگانوئیدها، که اساساً ارگان‌های مینیاتوری هستند، از سلول‌های بنیادی بالغ (ASC) یا سلول‌های بنیادی پرتوان (PSC) در محیط‌های سه‌بعدی (3D) کشت داده می‌شوند. این مدل‌های بافتی نه تنها ساختار فضایی پیچیده‌ای دارند، بلکه ویژگی‌های بافت‌شناسی و عملکردهای فیزیولوژیکی مشابهی با بافت‌های انسانی مربوطه خود نشان می‌دهند. در تحقیقات سرطان، تکامل مدل‌های توموری نقش کلیدی در افزایش درک ما از زیست‌شناسی سرطان و توسعه رویکردهای درمانی جدید ایفا کرده است. علی‌رغم اینکه مدل‌های موشگاهی به طور گسترده‌ای استفاده می‌شوند و بینش‌هایی درباره پیشرفت تومور، گسترش آن و پاسخ‌های دارویی ارائه می‌دهند، این مدل‌ها محدودیت‌هایی دارند که از جمله آن‌ها می‌توان به هزینه‌های بالا، محدودیت‌های زمانی، ملاحظات اخلاقی و به‌ویژه تفاوت‌های زیستی قابل توجه با انسان‌ها اشاره کرد. به‌طور مشابه، مدل‌های توموری دو بعدی (2D) سنتی که عمدتاً برای غربالگری دارویی با ظرفیت بالا استفاده می‌شوند، در توانایی خود برای شبیه‌سازی دقیق میکرو محیط سه‌بعدی تومورهای واقعی محدود هستند و معمولاً منجر به تفاوت‌هایی در داده‌های پاسخ به دارو می‌شوند. برای غلبه بر این چالش‌ها، توسعه کشت‌های ارگانوئید مشتق‌شده از بیماران (PDO) به عنوان یک پیشرفت حیاتی شناخته شده است. PDOها به‌طور مؤثری ساختار و عملکرد سه‌بعدی بافت‌های انسانی را شبیه‌سازی می‌کنند و این امر نمایانگر یک پیشرفت مهم در تحقیقات سرطان است. این رویکرد بسیاری از مشکلات اخلاقی و زیستی مدل‌های درون‌کالبدی را دور می‌زند و به‌طور بالقوه ویژگی‌های فیزیکی و زیستی تومورهای انسانی را دقیق‌تر نمایان می‌سازد. بنابراین، PDOها به‌عنوان ابزارهای ارزشمندی برای مطالعه جنبه‌های مختلف زیست‌شناسی تومور و بهبود دقت پیش‌بینی ارزیابی‌های کارآیی دارو به شمار می‌آیند.

ارگانوئیدهای مدل

ارگانوئیدها مدل‌های سه‌بعدی هستند که از سلول‌های بیماران استخراج می‌شوند و نمای دقیقی از بافت انسانی فراهم می‌کنند. اخیراً ارگانوئیدها به عنوان روش‌های آزمایش دارو به‌طور رسمی پذیرفته شده‌اند و پتانسیل دارند که جایگزین مدل‌های حیوانی شوند. این ارگانوئیدها بینش‌های جدیدی را در مورد تعاملات میکرو محیط تومور و پاسخ‌های دارویی خاص بیمار فراهم می‌آورند. مدل‌های کشت مشترک PDO تعاملات بین سرطان و سلول‌های ایمنی را شبیه‌سازی می‌کنند و به مطالعه مقاومت دارویی و ایمنوتراپی کمک می‌کنند. کشت‌های مشترک ارگانوئیدهای فیبروبلاست‌های مرتبط با سرطان (CAF)-PDO و ارگانوئیدهای سلول‌های اندوتلیال (EC)-PDO نشان می‌دهند که چگونه CAFها باعث پیشرفت تومور و مقاومت دارویی می‌شوند، در حالی که ECها تحریک رگزایی (تشکیل رگ‌های خونی جدید) و التهاب را انجام می‌دهند.

تکنیک‌های کشت پیشرفته

کشت‌درسطح‌هوا-مایع (ALI)
این روش از کشت‌های سه‌بعدی تومور حمایت می‌کند و سلول‌های ایمنی عملکردی را حفظ می‌کند که به ارزیابی درمان‌های بلوکایده‌ای نقاط کنترل ایمنی (ICB) کمک می‌کند و پزشکی شخصی‌سازی‌شده را تقویت می‌کند.

کشت‌های‌میکروفلوئیدی
این روش محیط‌های دینامیک برای سلول‌های تومور و ایمنی فراهم می‌کند و به غربالگری دارویی با ظرفیت بالا و ایمنوتراپی شخصی‌سازی‌شده کمک می‌کند.

تولیداندام بر روی تراشه

 این فناوری با استفاده از میکروفلوئیدیک، فیزیولوژی تومور را شبیه‌سازی می‌کند و امکان مطالعه مکانیسم‌های مقاومت و پاسخ‌های دارویی را فراهم می‌آورد.

بینش‌های ژنتیکی و مولکولی

PDOها که از سلول‌های بنیادی مشتق می‌شوند، ابزارهای کلیدی برای مطالعه ناهمگنی سرطان هستند. با استفاده از ابزارهای ویرایش ژن، محققان می‌توانند ژن‌های دخیل در پیشرفت تومور و مقاومت را هدف قرار دهند. پروفایل‌سازی مولکولی PDOها امکان شناسایی جهش‌های خاص تومور و وابستگی‌های بیوشیمیایی را فراهم می‌کند که اطلاعات ارزشمندی فراتر از محدودیت‌های نمونه‌برداری بیوپسی سنتی ارائه می‌دهند.

آزمایش دارو و کشف بیومارکرها

PDOها تنوع ژنتیکی خاص هر بیمار را شبیه‌سازی می‌کنند و در پیش‌بینی پاسخ دارویی و هدایت درمان‌های مقاوم به سرطان کمک می‌کنند. پیشرفت‌ها در ترنسکریپتومیکس فضایی (Spatial Transcriptomics) فرآیند غربالگری دارویی با ظرفیت بالا بر پایه PDO را تقویت کرده و در کشف بیومارکرها برای شناسایی اثربخشی درمان و مکانیسم‌های مقاومت دارویی مؤثر هستند.

بانک‌های زیستی PDO

بانک‌های زیستی PDO که برای انواع مختلف سرطان‌ها ایجاد شده‌اند، از درمان‌های شخصی‌سازی‌شده و تحقیقات دارویی حمایت می‌کنند. هرچند چالش‌هایی مانند بلوغ و حمایت ساختاری ارگانوئیدها وجود دارد، این بانک‌های زیستی پتانسیل تحول‌آفرینی در پزشکی بازسازی و درمان سرطان دارند.

نتیجه‌گیری

PDOها مدل‌های فیزیولوژیکی مرتبط و با ظرفیت بالا برای کشف بیومارکرها، توسعه دارو و پزشکی شخصی هستند. با پیشرفت‌های مداوم در سیستم‌های کشت سه‌بعدی، ویرایش ژن و ابزارهای محاسباتی، PDOها در آستانه تبدیل شدن به منابع ضروری و مقرون به صرفه در مراقبت‌های سرطان هستند و راه را برای درمان‌های نوآورانه و خاص بیمار هموار می‌کنند. این ارگانوئیدها به سرعت در حال تبدیل شدن به ابزارهای کلیدی در درمان سرطان شخصی‌شده و سایر حوزه‌های درمان هستند.

پایان مطلب/.