اقتصاد دانش بنیان

دستیابی به شبکهای از ارتباطات مولکولی ممکن کرد:

يک تيم بينالمللي از محققان زيستفناوري که مشغول مطالعه کبد هستند، به شبکه‌ هايي از ارتباطات مولکولي دست يافتهاند که فرايندهاي نموي اين بافت پراهميت را کنترل ميکنند و به اين ترتيب راه را براي توليد بافت سالم و قابل کاربرد کبد به کمک سلولهاي بنيادي هموار ميشود. نتايج اين پژوهش در مجله بسيار معتبر نيچر به چاپ رسيده و در آن محققان شرح دادهاند که قبل از تستهاي کلينيکي، بافت کبدي توليدي آنها نيازمند يکسري تنظيمات مولکولي است. دکتر تاناکوري تاکابه متخصص کودکان در بيمارستان دانشگاه سينسياتي و دکتر باربارا ترويتلاين از موسسه پژوهش ماکس پلانک آلمان از مديران اين پروژه مطالعاتي بودند.

کبد مصنوعي؛ راهي براي نجات بيماران
در حال حاضر تنها راه درمان بيماري کبدي در مراحل نهايي پيوند کبد است. تعداد کبدهاي در دسترس از افراد فوت شده که قابل پيوند باشند، بسيار محدود است و هر ساله تعداد زيادي از بيماران کبدي به دليل نرسيدن بهموقع به زمان پيوند جان خود را از دست ميدهند. به گفته محققان اين پژوهش يکي از اهداف اساسي در درمان مشکلات کبدي يافتن راهي براي القاي يکسري فعاليتهاي تنظيم شده مولکولي در سلولهاي بنيادي است تا بتوان سلولهاي سالم داراي کارکرد کبد را در آزمايشگاه خلق کرد. تسلط کامل به جزئيات اين فرايند پيچيده ملکولي که در اندودرم جنين رخ ميدهد (جايي که کبد شکل ميگيرد)، براي دستيابي به چنين فناوري حياتي در نظر گرفته ميشود.
دکتر تاکابه ميگويد: «دستيابي به قابليت و امکان مهندسي سلولي براي توليد کبد يا بافتهاي کبدي قابل پيوند براي بسياري از بيماران که از مشکلات مرتبط نقص يا اختلال سلولهاي کبدي رنج ميبرند، نجاتبخش خواهد بود. داده‌ هاي ما راه را براي درک بهتر ارتباطات بين سلولي در يک کبد در حال نمو و شکلگيري ميگشايد و به ما نشان ميدهد که چگونه ميتوانيم بافتهاي کبدي انساني خلق کنيم.»

نقشه پايهاي ژنتيکي
در اين مطالعه، محققان از توالييابي آرانآ در تکسلولها (RNA-Seq) براي پايش چگونگي تغيير سلولهاي انفرادي زماني که در يک ميکرومحيط سهبعدي تلفيق ميشوند، استفاده کردند. اينجا سلولهاي عروقي، بافتهاي مرتبطکننده و سلولهاي کبدي در يک ارتباط پيچيده با يکديگر فعاليت ميکنند. يکي از مزاياي استفاده از فناوري توالييابي آرانآ در تکسلولها امکان دستيابي به نقشه پايهاي فعاليتهاي ژني در هر يک از سلولهاست. با کمک اين فناوري پژوهشگران مولکولهاي سيگنالي، دريافتکننده‌ ها و يکسري عوامل ژنتيکي براي تنظيم بيان ژنها را در سلولها قبل و پس از اينکه آنها بافت کبد را شکل بدهند، بررسي کردند. محققان يک تغيير عمده را در ارتباطات ژنتيکي - مولکولي و رفتار سلولي زماني که با يکديگر در يک ميکرومحيط سهبعدي رشد مييافتند، مشاهده کردند. استفاده از فناوري RNA-Seq همچنين به دانشمندان کمک کرد تا تفاوتهاي موجود را بين بافت سهبعدي کبدي که از سلولهاي بنيادي و به کمک مهندسي ژنتيک رشد يافته بودند و آنهايي که در جنين آدمي به صورت طبيعي رشد ميکنند، بيابند. به اين ترتيب يک پروتئين سيگنالي که توليد رگهاي خوني را تحريک ميکند (به نام VEGF) و يک پروتئين و دريافتکننده که به پروتئين VEGF ارتباطاتي دارد و براي آغاز تشکيل منبع خون براي کبد در حال نمو ياري ميرساند (به نام KDR) کشف شدند.
اين مطالعه نشان ميدهد که حضور و ارتباط بين VEGF و KDR براي بيان ساختار و بلوغ بافتهاي کبد ضروري است. اين ديناميسم در سلولهاي کبد موش آزمايشگاهي، کبد طبيعي انسان و کبد رشديافته در محيط آزمايشگاه به صورت مصنوعي ديده شد. دکتر ترولاين ميگويد: «داده‌ هاي ما با جزئيات بسيار دقيق نشان ميدهد که ارتباط بين سلولها از انواع گوناگون، سلولها را به صورتي تغيير ميدهد که آنها رفتار نمو سلولي در داخل بدن انسان را تقليد ميکنند. هنوز چيزهاي زيادي وجود دارد که بايد ياد بگيريم تا بتوانيم به يک کبد واقعي در محيط آزمايشگاه برسيم.»

مهندسي زيستي در برابر طبيعت
محققان اين مطالعه متوجه شدند که الگوي بيان ژنها در بافت کبدي مصنوعي دقيقا با آنچه در بدن انسان به صورت طبيعي رخ ميدهد، يکي و منطبق نيست. اين تفاوت بين بافت طبيعي و مهندسي زيستي ممکن است از حاصل وجود عواملي در محيط نمو آنها باشد (بدن انسان يا محيط آزمايشگاه). نتايج سلولي و مولکولي به دست آمده در اين مطالعه در آينده براي بهبود پژوهشهاي مشابه به کار گرفته خواهد شد.

منبع: مجله دانش بنیان