به نقل از «ایسنا»

ساخت غضروف مصنوعی انسان در فضا

تاریخ انتشار: ۲۸ تیر ۱۳۹۹ | کد خبر: ۲۸۶۶۷۲۶۱

اولگ کانوننکو، فضانورد مستقر در ایستگاه فضایی بین‌المللی(ISS) با استفاده از قدرت مغناطیس و یک دستگاه مونتاژ زیستی "مغناور" موفق به مونتاژ غضروف مصنوعی انسان در فضا شده است.

به گزارش ایسنا و به نقل از تک اکسپلوریست، این دستگاه باعث می‌شود خوشه‌های سلول‌های انسانی بدون نیاز به داربست فیزیکی وارد ساختار بافت شوند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

پرینترهای زیستی که می‌توانند بافت انسان را تولید کنند از قبل در کره زمین وجود داشتند، اما آنها به نیروی جاذبه و داربست‌ها برای در کنار هم قرار دادن سلول‌های غضروف متکی هستند. با این حال، شناوری مغناطیسی در مدار بسیار خوب عمل می‌کند.

مغناور یا شناوریِ مغناطیسی روشی است که در آن یک شی بدونِ هیچ پشتیبانی به جز میدانِ مغناطیسی به حالتِ شناور در آید. نیروی مغناطیسی برای مقابله با اثراتِ شتاب گرانشی و هر شتاب دیگری بکار می‌رود.

این روش برای خنثی کردن اثرات شتاب گرانشی و هر شتاب دیگر استفاده می‌شود و همچنین اشیاء را در صورت عدم وجود جاذبه در محل نگه می‌دارد. در سال ۲۰۱۵ "اوتکان دیمیرچی"(Utkan Demirci ) و "ناسیده گوزده دورموس"(Naside Gozde Durmus) در دانشگاه "استنفورد" نشان دادند که سلول‌های زنده نیز هنگام قرار گرفتن در محیط مایعات پارامغناطیسی قابل کنترل هستند. آزمایش آنها شامل قرار دادن دو آهنربای قوی قطب مخالف در نزدیکی یکدیگر بود که یک نیروی شیب بالا(gradient force) تولید می‌کرد. یک کانال ریزسیالی که شامل سلول‌های دیامغناطیس و مایع پارامغناطیس بود نیز بین آهنرباها قرار می‌گرفت.

این ایده بعداً توسط "ولادیسلاو پارفنوف"(Vladislav Parfenov) در "آزمایشگاه تحقیقات بیوزیستی"(CD Solutions Bioprinting) در مسکو و همکارانش انجام شد. آنها دستگاهی ساختند که عملیات مونتاژ گروه‌های سلولی به نام "کره گون" به ساختارهای سه‌بعدی را انجام می‌داد. دستگاه ساخته شد اما آن دستگاه همراه با موشکی که قرار بود توسط آن به ایستگاه فضایی منتقل شود در نوامبر سال ۲۰۱۸ منفجر شد. پارفنوف و تیمش مونتاژگر زیستی دیگری ساختند و آن را در ماه دسامبر توسط موشکی در پایگاه فضایی قزاقستان به سمت ایستگاه فضایی بین‌المللی پرتاب کردند.

یک روز پس از ورود دستگاه به بخش روسی ایستگاه فضایی بین‌المللی، فضانورد نورد "اولگ کانوننکو"(Oleg Kononenko) آزمایشی را انجام داد که شامل تزریق محیط پارامغناطیسی به درون لوله‌های کوچک شیشه‌ای حاوی سلول‌های غضروف‌(برگرفته از زانو و مفصل ران انسان) بود. سپس آنها را خنک کرد و آنها را در دستگاه مونتاژگر زیستی مغناطیسی قرار داد و فشرد.

دمیرچی گفت: این اولین بار بود که سلول‌ها و ارگانوئیدها در فضا مونتاژ و ساخته می‌شدند. انسان پیشتر قادر به انجام آزمایشات بیولوژیکی و کشت سلول‌ در فضا شده بود، اما قادر به جمع آوری این بلوک‌های ساختمانی با استفاده از یک ابزار ساخت بیولوژیکی نبود و این اولین بار است. چنین آزمایشاتی همچنین می‌تواند به تحقیقات در مورد فعل و انفعالات سلولی که از زندگی در اینجا حمایت می‌کنند کمک کند. در صورت عدم وجود گرانش، سلول‌ها و پروتئین‌ها بسیار متفاوت رفتار می‌کنند. درک این فعل و انفعالات بدون سر و صدای گرانشی می‌تواند اطلاعات جدیدی را در مورد چگونگی تعامل داروها و سلول‌ها(drugs and cells interact) نشان دهد.

انتهای پیام

منبع: ایسنا

کلیدواژه: ايستگاه فضايي بين المللي غضروف ایستگاه فضایی سلول ها

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.isna.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایسنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۲۸۶۶۷۲۶۱ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

کشف تکنیکی جدید برای تغییر گروه خونی اهدایی

پژوهشگران ترکیبی از آنزیم‌های تولیدشده توسط گونه‌ای باکتری‌های موجود در روده انسان را شناسایی کردند که در مطالعات آزمایشگاهی می‌توانند سلول‌های قرمز خون را با بازده بالا به نوع O تبدیل کنند.

به گزارش زومیت، سلول‌های قرمز خون مانند تقریبا تمام سلول‌های بدن انسان با ساختارهای قندی منحصربه‌فردی پوشیده شده‌اند. این ساختارها از فردی به فرد دیگر متفاوت هستند و برخی دارای ساختارهای نوع A هستند و برخی ساختارهای نوع B را دارند. برخی هر دو ساختار نوع A و B را دارند و برخی هیچ‌یک از این ساختارها را ندارند و در گروه O قرار می‌گیرند.

سیستم ایمنی که هرگز با انواع A یا B برخورد نکرده باشد، در صورت مواجهه با آن‌ها به این سلول‌ها حمله می‌کند و آن‌ها را از بین می‌برد، درحالی‌که گروه خونی O را بیشتر دریافت‌کنندگان بدون مشکل می‌پذیرند.

به دلیل این تطبیق‌پذیری، ذخایر خون نوع O اغلب مصرف می‌شود، خصوصا در شرایط اضطراری که پزشکان باید بدون دانستن گروه خونی بیمار سریع عمل کرده و جان او را نجات دهند.

تبدیل سلول‌های قرمز خون به نوع عمومی O ایده جدیدی نیست. در سال ۱۹۸۲ دانشمندان آنزیمی را در دانه‌های قهوه شناسایی کردند که می‌توانست قندهای سطحی سلول‌های نوع B را حذف کند. اما آن واکنش آنزیمی بسیار ناکارآمد بود و استفاده از آن در مقیاس بزرگ ممکن نبود.

 همچنین برخلاف وعده‌های اولیه نگرانی‌هایی درمورد ایمنی آن مطرح شد. به دلایل ناشناخته، با اینکه تقریبا کل آنتی‌ژن‌های سلول‌های خون اهداکننده حذف می‌شد، گاهی اوقات خون اهدایی با گیرندگان همچنان ناسازگار بود. بنابراین، دانشمندان به نقطه شروع برگشتند و آنزیم‌های دیگری را در مجموعه باکتری‌های روده شناسایی کردند.

مشکلی که وجود دارد این است که تا سال ۲۰۲۲ بیش از ۴۰ سیستم گروه خونی به غیر از سیستم ABO و فاکتور RH شناسایی شده است. حتی در گروه‌های خونی A و B، ساختارهای قندی با طول‌ها و چگالی‌های متفاوت روی غشای سلول‌های قرمز خون وجود دارد.

پژوهشگران برپایه پژوهش‌های گذشته چندین آنزیم کاندیدای ساخته‌شده توسط باکتری آکرمانسیا موسینیفیلا (Akkermansia muciniphila) را انتخاب کردند و سلول‌های قرمز خون از چندین اهداکننده و زیرگروه‌های مختلف A و B را درمعرض آن‌ها قرار دادند.

آنزیم‌ها با غلظت‌های بالای سلول‌های قرمز خون و در دمای محیط و فقط به مدت ۳۰ دقیقه انکوبه شدند و این امر موجب بهبود فرآوری طولانی‌تر و شرایط کمتر کارآمد کاندیداهای قبلی شد. این شرایط ملایم بدون استفاده از افزودنی‌ها (برای مثال دکستران) به همراه کارآیی بالای آنزیم، از پارامترهای مهم امکان‌سنجی در کاربردهای بالینی هستند.

حذف ساختارهای قندی بلند علاوه بر آنتی‌ژن‌های کوتاه‌تر و متعارف گروه‌های خونی A و B، ناسازگاری سلول‌های نوع B تیمارشده با نمونه‌های پلاسما را به کمتر از ۹ درصد رساند و از شدت واکنش‌ها کاست.

آنزیم‌های انتخابی علاوه بر آنتی‌ژن‌های کوتاه‌تر و متعارف A و B، تمام چهار ساختار قندی شناخته‌شده A و B را حذف کردند. حذف ساختارهای قندی طولانی ناسازگاری سلول‌های نوع B تیمارشده با نمونه‌های پلاسما را به کمتر از ۹ درصد رساند و از شدت واکنش‌ها کاست.

برای درک این موضوع که چرا بخش کوچکی از سلول‌های قرمز خون ظاهرا بدون قند همچنان با پلاسمای گروه خونی O واکنش متقابل دارند و برای بهبود روند تبدیل سلول‌های گروه خونی A به پژوهش‌های بیشتری نیاز است.

با‌این‌حال، پژوهشگران می‌گویند مطالعه جدید آن‌ها با شناسایی آنزیم‌هایی که انواع بیشتری از آنتی‌ژن‌های A و B را حذف می‌کنند، به تولید خونی که با همه گروه‌های خونی سازگار باشد، کمک می‌کند.

گروهی از پژوهشگران در سال ۲۰۲۲ در شرایط آزمایشگاهی از استراتژی مشابهی (با آنزیم‌های متفاوت) برای تبدیل ریه‌های اهدایی از گروه خونی A به گروه خونی O استفاده کردند. پژوهش جدید ممکن است این تلاش‌ها را به‌قدر کافی بهبود دهد که استانداردهای ایمنی موردنیاز برای کارآزمایی‌های پیوند عضو در انسان را برآورده سازد.

سلول‌های قرمز خون رشدیافته در آزمایشگاه نیز در کارآزمایی‌های بالینی تحت آزمایش قرار دارند تا مشخص شود که آیا ماندگاری آن‌ها بیشتر از خون اهدایی است یا خیر. اگر این‌طور باشد، این دستاورد می‌تواند تقاضا برای ذخایر خون را کاهش دهد و همچنین به بیمارانی که به تزریق مکرر خون نیاز دارند، کمک کند دچار عوارض نشوند.

یافته‌های مطالعه در مجله‌ی Nature Microbiology منتشر شده است.

کانال عصر ایران در تلگرام