وقتی صحبت از بیماری‌های انسان یا پیش بینی پاسخ بدن انسان به داروهای احتمالی و در دست ساخت می‌شود ، مدل‌‌های سنتی یعنی حیوانات آزمایشگاهی به طرز تاسف‌باری ناکافی هستند.

فناوری‌های جدید (کشت سلول‌های سه بعدی ، سلول‌های بنیادی پرتوان شده توسط انسان و ویرایش ژن‌ها) نوید راه حل‌های جدیدی برای کاهش و حذف  مدل‌ حیوانی می‌دهند .

شش سال پیش، متخصص انکولوژی به آقای ” پینگ یه” گفت که لنفوم هوچکین او در برابر داروی استاندارد شیمی درمانی مقاوم بوده و به کوکتل قوی‌تری متشکل از هفت دارو نیاز دارد. این درمان سرطان وی را بهبود بخشید، اما حالا آقای “یه” به یک سونوگرافی احتیاج داشت تا بررسی کند آیا این روش درمانی که موجب مسمومیت قلبی در برخی بیماران است ، به قلب او نیز آسیب زده است یا خیر.

آقای یه که متخصص فناوری نانو نیز می‌باشد، می گوید این روش درمان می توانست من را معالجه کرده و یا من را بکشد.

این یک تجربه کاملا ترسناک بود و در وجودم این بذر را کاشت تا بروم دنبال این که بفهمم آیا راه بهتری برای آزمایش ایمنی دارو وجود دارد یا خیر.

این بذر بشکل تاسیس  StemoniX  در سال ۲۰۱۴ با هدف ترکیب پیشرفت‌های مهندسی، ساخت و سلولهای بنیادی انسانی جوانه زد تا   سیستم‌های مرتبط ‌تری با فیزیولوژی انسان، برای غربالگری و آزمایش دارو ایجاد کند.

خوشبختانه ، قلب  آقای یه در امان ماند. اما  همیشه اینگونه نیست و اغلب بیماران با داروهای سمی یا بی اثر مواجه می‌شوند زیرا مدل های حیوانی مورد استفاده برای آزمایش داروها قبل از تجویز به بیماران، از بسیاری جهات ناقص هستند.

از بین تمام داروهایی که وارد آزمایشات بالینی می شوند ، فقط حدود ۱۰ در صد تأییدیه می‌گیرند و ۹۰ درصد دیگر در طول آزمایش‌ها شکست می خورند به دلایلی از جمله اثرات نامطلوب خارج از هدف  و دوزهای مسئله دار ، تاثیرکم یا بدون اثر بودن ، و در بدترین حالت ، مسمومیت.

ریچارد اگلن ، معاون رئیس بنیان علوم زیستی در شهر بوستون ماساچوست می گوید: “هرچه بتوانید به شبیه سازی وضعیت انسانی نزدیک تر شوید ، تحقیقات در مورد درک آسیب شناسی اساسی بیماری و همچنین پیش بینی اثربخشی و نیز مسمومیت درمان‌های دارویی بهتر انجام می شود.”

با این حال چالش، طراحی مدل هایی خواهد بود که دارای مزایای قابل توجهی نسبت به رویکردهای فعلی باشند. این به معنای تولید مدل هایی است که داده های قابل استناد و دارای اعتباری ارائه می دهند که پیش بینی کننده زیست شناسی انسان بوده و هزینه ها را هم افزایش نمی‌دهند.

شرکت‌هایی مانند Corning ،StemoniX  و… در حال ارائه روش‌های ابتکاری برای رفع این چالش هستند.

محققان مایلند سلولهای بنیادی مزانشیمی – که به آنها سلولهای بنیادی بزرگسالان نیز اطلاق می شود – را برای درمان‌های شخصی سازی شده و درمان‌های مبتنی بر سلول، مانند جایگزینی سلول‌های معیوب سازنده انسولین  در دیابت را ارتقا داده و استفاده کنند.

تحمیل ساختار بر محیط کشت

روش های کشت به حدی ارتقا یافته اند که  موجب ارائه محیط کشت سلولی سه بعدی، کروی و حتی ارگانوئیدهای پیچیده‌تری هستند که بافت های انسان را با دقت بیشتری منعکس می‌کنند.

شرکت  Corning در ارائه بهترین سطح برای رشد محیط‌های کشت به محققان، راه یافته است.

اکنون ، این شرکت یک صفحه کروی با ۱۵۳۶ چاهک به امکانات خود اضافه کرده است که می تواند در بالاترین سطح غربالگری خودکار، کار کند. چاهک‌های ته گرد با یک سطح پوشانده شده اند که چسبندگی بسیار کمی دارد و  سلول های محیط کشت را ترغیب می کند تا با یکدیگر جمع شده و یک کره را تشکیل دهند.

 

به گفته اگلن: “این کار  به محققان این امکان را می‌دهد تا حداکثر ۱۰۰۰۰۰ ترکیب را در روز غربالگری کنند.”

منبع:  https://www.science.org/content/article/replacing-replacements-animal-model-alternatives