به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، پژوهشگران یک ارگانوئیدجدید ساخته‌اند که پانکراس جنینی انسان را شبیه‌سازی می‌کند و دید واضح‌تری از تکوین اولیه آن ارائه می‌دهد. آنها موفق شدند ساختاری کامل ایجاد کنند که شامل سه نوع اصلی سلول در پانکراس است، چیزی که  ارگانوئید ‌های قبلی قادر به شبیه‌سازی آن نبودند.

ساخت ارگانوئیدی با سه نوع اصلی سلول پانکراس

پژوهشگران گروه  ارگانوئید‌‌ها (که قبلاً گروه کلورز نام داشت) در مؤسسه Hubrecht یک ارگانوئید  جدید ساخته‌اند که پانکراس جنینی انسان را شبیه‌سازی می‌کند و دید واضح‌تری از فرآیندهای تکوین اولیه این ارگان فراهم می‌آورد. پژوهشگران توانستند ساختاری کامل بسازند که سه نوع اصلی سلول در پانکراس را شامل می‌شود، در حالی که  ارگانوئید‌‌های قبلی قادر به شبیه‌سازی کامل آن نبودند. مهم‌تر از همه، این تیم یک سلول بنیادی جدید شناسایی کردند که به سه نوع سلول پانکراس تبدیل می‌شود. نتایج این پژوهش که در تاریخ 2 دسامبر 2024 در نشریه Cell منتشر شد، می‌تواند به پژوهشگران کمک کند تا درک بهتری از پانکراس به دست آورند و درمان‌های جدیدی برای بیماری‌های پانکراس در آینده  تکوین دهند.

عملکرد اندام پانکراس در بدن

پانکراس دو وظیفه اصلی دارد: کمک به هضم غذا و مدیریت سطح قند خون. برای هر یک از این وظایف، پانکراس از انواع مختلفی از سلول‌ها استفاده می‌کند. پژوهشگران می‌توانند با مطالعه  ارگانوئید‌‌ها، که اندام‌های کوچکی به اندازه 1 میلی‌متر هستند و در آزمایشگاه رشد می‌کنند، نحوه عملکرد پانکراس را بررسی کنند. با این حال، بیشتر  ارگانوئید‌‌ها تا به حال فقط از یک نوع سلول تشکیل می‌شدند، که این امر مطالعه پانکراس را به عنوان یک کل دشوار می‌کرد. "ما می‌خواستیم  ارگانوئید ی بسازیم که شامل تمام انواع سلول‌های موجود در یک پانکراس واقعی باشد"، توضیح می‌دهد آمندا آندرسون رولف، نویسنده اول این مطالعه. "با چنین ارگانوئیدی می‌توانستیم بررسی کنیم که این سلول‌های مختلف چگونه با یکدیگر تعامل دارند و درک عمیق‌تری از نحوه  تکوین  پانکراس به دست آوریم."

تمامی کاربردهای ارگانوئیدهای پانکراس

ارگانوئیدهای پانکراس می‌توانند به محققان کمک کنند تا فرآیندهای پیچیده توسعه پانکراس را در انسان بهتر درک کنند. این ارگانوئیدها شبیه‌سازی دقیقی از پانکراس جنینی انسان ارائه می‌دهند، به طوری که می‌توانند رفتار سلول‌های مختلف پانکراس (مانند سلول‌های آسینار، مجرا و درون‌ریز) را در مراحل مختلف توسعه بررسی کنند. این موضوع به خصوص برای درک چگونگی بروز اختلالات در توسعه پانکراس اهمیت دارد. این ارگانوئیدها می‌توانند به عنوان مدل‌هایی برای مطالعه بیماری‌های پانکراس مانند دیابت نوع 1 و نوع 2، سرطان پانکراس و پانکراتیت مورد استفاده قرار گیرند. با استفاده از این مدل‌ها، پژوهشگران می‌توانند فرآیندهای بیماری‌زای پانکراس را شبیه‌سازی کرده و علل مولکولی و سلولی این بیماری‌ها را شناسایی کنند. ارگانوئیدهای پانکراس به عنوان مدل‌های پیشرفته برای آزمایش داروها و درمان‌های جدید می‌توانند استفاده شوند. این ارگانوئیدها می‌توانند به طور خاص واکنش سلول‌های پانکراس به داروهای مختلف را نشان دهند و به شبیه‌سازی اثرات درمان‌ها در انسان کمک کنند. همچنین می‌توان از آن‌ها برای شناسایی داروهای جدید برای درمان بیماری‌های پانکراس استفاده کرد. ارگانوئیدهای پانکراس منبع خوبی برای مطالعه سلول‌های بنیادی هستند، به ویژه سلول‌های بنیادی جدیدی که در فرآیند ایجاد ارگانوئید شناسایی شده‌اند. این سلول‌ها می‌توانند برای پژوهش در زمینه پزشکی بازساختی (regenerative medicine) و درمان‌های سلولی مورد استفاده قرار گیرند. این پژوهش‌ها ممکن است به درمان بیماری‌هایی مانند دیابت کمک کنند، زیرا سلول‌های پانکراس در این ارگانوئیدها قادر به تولید انسولین و سایر هورمون‌ها هستند.

مدل‌سازی تکامل بیماری‌های پانکراس در انسان

ارگانوئیدهای پانکراس می‌توانند به‌طور دقیق‌تری بیماری‌های انسانی مانند سرطان پانکراس را مدل‌سازی کنند. برخلاف مدل‌های حیوانی (مانند موش‌ها)، ارگانوئیدهای انسانی بیشتر شباهت به وضعیت طبیعی و پاتولوژیکی پانکراس در انسان دارند. این ویژگی باعث می‌شود که ارگانوئیدها ابزاری مفید برای درک بهتر علل و روند تکامل بیماری‌ها در انسان‌ها باشند. ارگانوئیدها می‌توانند به پژوهشگران این امکان را بدهند که بررسی کنند چگونه ژنتیک و عوامل محیطی (مانند رژیم غذایی، آلودگی‌ها و سایر فاکتورها) می‌توانند بر توسعه و عملکرد پانکراس تأثیر بگذارند. این نوع پژوهش‌ها می‌توانند اطلاعات جدیدی در زمینه پیشگیری از بیماری‌ها و بهبود سلامت پانکراس فراهم کنند.

بکارگیری ارگانوئید برای توسعه روش‌های درمانی برای دیابت

یکی از بزرگ‌ترین کاربردهای ارگانوئیدهای پانکراس، بررسی نحوه تولید انسولین و سایر هورمون‌ها در پانکراس است. این ارگانوئیدها می‌توانند در پژوهش‌های درمان دیابت نوع 1 و 2 نقش مهمی ایفا کنند، زیرا پژوهشگران می‌توانند از این مدل‌ها برای توسعه روش‌های درمانی جدید برای جایگزینی یا بازسازی سلول‌های تولیدکننده انسولین استفاده کنند. ارگانوئیدهای پانکراس می‌توانند به عنوان جایگزینی برای مدل‌های حیوانی در بسیاری از آزمایشات علمی و دارویی عمل کنند. این به محققان امکان می‌دهد که مطالعات انسانی‌تری انجام دهند که ممکن است نتایج دقیق‌تر و کاربردی‌تری برای درمان بیماری‌ها در انسان داشته باشد.

ساخت یک ارگانوئیدکامل

آندرسون رولف و همکارانش از بافت پانکراس برای ساخت یک ارگانوئید سه‌بعدی جدید استفاده کردند که پانکراس جنینی انسان را شبیه‌سازی می‌کند. این ارگانوئید سه نوع اصلی سلول پانکراس را شامل می‌شد: سلول‌های آسینار، سلول‌های مجرا و سلول‌های درون‌ریز. هر یک از این سلول‌ها نقش حیاتی‌ای ایفا می‌کنند. سلول‌های آسینار آنزیم‌هایی آزاد می‌کنند که به هضم غذا کمک می‌کنند، در حالی که سلول‌های مجرا کانال‌هایی تشکیل می‌دهند که این آنزیم‌ها را به روده منتقل می‌کنند. در نهایت، سلول‌های درون‌ریز هورمون‌هایی مانند انسولین تولید می‌کنند تا سطح قند خون را کنترل کنند. دراین ارگانوئید ما، یک نوع سلول بنیادی جدید شناسایی و توصیف کردیم که توانایی منحصر به فردی برای تبدیل شدن به هر سه نوع سلول را دارد.آندرسون رولف.در ادامه گفت "ما مشاهده کردیم که این سه نوع سلول نه تنها تشکیل می‌شوند، بلکه عملکردهای مورد انتظار خود را نیز انجام می‌دهند. سلول‌های آتسینار آنزیم‌های گوارشی آزاد می‌کنند و سلول‌های درون‌ریز هورمون‌ها تولید می‌کنند."

 ارگانوئید پانکراس، سرنخ‌های جدیدی می‌دهد

با استفاده از این ارگانوئیدها، پژوهشگران اطلاعات جدیدی در مورد نحوه  تکوین  پانکراس به دست آوردند. "سلول بنیادی پانکراس جنینی بیشتر از آنچه که در مطالعات قبلی با موش‌ها مشاهده شده بود، وجود دارد. جالب است که  ارگانوئیدهای رشد یافته از یکی از این سلول‌های بنیادی می‌توانند به سرعت طی چند سال رشد کنند و در عین حال قادر به تولید سه نوع اصلی سلول پانکراس باشند. آندرسون رولف و همکارانش همچنین یک تفاوت مهم دیگر بین  تکوین  پانکراس در موش‌ها و انسان‌ها پیدا کردند. "ما حضور پروتئینی به نام LGR5 را مشاهده کردیم که نشانگر سلول‌های بنیادی در بافت‌های مختلف است. این پروتئین در سلول‌های بنیادی پانکراس انسان ظاهر می‌شود اما در موش‌ها وجود ندارد"، آندرسون رولف در ادامه توضیح داد که"پژوهش ما بر اهمیت مطالعه زیست‌شناسی انسان تأکید می‌کند، زیرا نمی‌توانستیم این یافته‌ها را با استفاده از سلول‌های حیوانی کشف کنیم."

چشم‌انداز آینده

این  ارگانوئید  جدید که پانکراس جنینی را شبیه‌سازی می‌کند، می‌تواند راه‌های جدیدی برای مطالعه نحوه تأثیر ژن‌ها و محیط بر  تکوین  و سلامت پانکراس فراهم کند. در نهایت، مطالعه این ارگانوئیدها می‌تواند به  تکوین  درمان‌های بازسازی‌کننده و داروهای جدید برای درمان بیماری‌های پانکراس کمک کند. "با این حال، ابتدا باید کاملاً درک کنیم که سلول‌ها و مولکول‌های پانکراس انسان چگونه در طول  تکوین  و در بیماری با یکدیگر تعامل دارند"، آندرسون رولف.در انتها"توضیح داد که ما هنوز در مراحل اولیه تحقیق قرار داریم."

پایان مطلب/.