ارگانوئیدها: ایجاد اندام های کاربردی در خارج از بدن انسان

• نویسنده:
• نام نویسنده

  آینده نگاری کوانتوم ران
• نوامبر 12، 2021

ارگانوئیدها، نسخه‌های مینیاتوری اندام‌های انسان که از سلول‌های بنیادی ساخته شده‌اند، با ارائه روشی غیرتهاجمی برای مطالعه بیماری‌ها و آزمایش درمان‌ها، حوزه پزشکی را متحول می‌کنند. این کپی‌های اندام کوچک، اگرچه به پیچیدگی واقعی نیستند، اما به محققان کمک می‌کنند تا بینش عمیق‌تری در مورد بدن انسان و توسعه بیماری‌ها به دست آورند و به طور بالقوه منجر به درمان‌های مؤثرتر و شخصی‌تر شوند. با این حال، با پیشرفت فناوری ارگانوئید، چالش‌های جدیدی از جمله نیاز به مقرراتی برای محافظت از حریم خصوصی ژنتیکی و پتانسیل بدتر شدن نابرابری‌های مراقبت‌های بهداشتی را ایجاد می‌کند.

زمینه ارگانوئیدها

ارگانوئیدها، در اصل، نسخه های مینیاتوری اندام های انسان هستند. آنها خوشه های سه بعدی از بافت هستند که به دقت از سلول های بنیادی ساخته شده اند که مواد خام بدن هستند و قادر به تولید هر نوع سلولی هستند. این ارگانوئیدها، در حالی که هنوز به طور کامل توسعه نیافته اند، دارای پتانسیل تکامل به ساختارهایی هستند که از نزدیک اندام های خاص انسان را تقلید می کنند. 

این شاهکار با استفاده از دستورالعمل های ژنتیکی ذاتی در سلول ها ممکن می شود. در حالی که ارگانوئیدها پیچیدگی کامل اندام های واقعی انسان را ندارند، آنها یک جایگزین مناسب برای مطالعه اندام های عملکردی بدون توسل به روش های تهاجمی یا آزمایش بر روی انسان های زنده ارائه می دهند. محققان در مورد پتانسیل ارگانوئیدها به عنوان ابزاری برای به دست آوردن بینش عمیق تر در مورد بدن انسان و مکانیسم های توسعه بیماری خوش بین هستند. 

به عنوان مثال، یک مطالعه در سال 2022 که در مجله منتشر شد طبیعت نشان داد که چگونه می توان از ارگانوئیدهای مغزی برای مطالعه بیماری های عصبی مانند آلزایمر استفاده کرد. محققان توانستند پیشرفت بیماری را در ارگانوئیدها مدل کنند و بینش های ارزشمندی را در مورد مراحل اولیه آن ارائه دهند. این نوع تحقیقات بر پتانسیل ارگانوئیدها به عنوان یک ابزار قدرتمند در مطالعه بیماری و کشف دارو تاکید می کند.

مطالعه 2023 در هپاتول کمون ژورنال نشان داد که ارگانوئیدهای کبدی را می توان برای آزمایش اثربخشی داروها برای بیماری های کبدی استفاده کرد و اتکا به آزمایش حیوانی را کاهش داد. این نه تنها یک رویکرد اخلاقی تر برای آزمایش دارو ارائه می دهد، بلکه یک رویکرد دقیق تر نیز ارائه می دهد، زیرا ارگانوئیدها می توانند پاسخ انسان به داروها را بهتر تکرار کنند.

تاثیر مخرب

استفاده از ارگانوئیدها در مطالعه بیماری های نادر و انجام مطالعات درمانی روندی است که احتمالاً تأثیرات طولانی مدت عمیقی بر حوزه پزشکی خواهد داشت. به عنوان مثال، توانایی "رشد" یک ارگانوئید مغزی که فعالیت عصبی را تقلید می کند، همانطور که توسط محققان دانشگاه کالیفرنیا لس آنجلس در سال 2021 نشان داده شد، یک پیشرفت قابل توجه است. با ادامه پیشرفت این فناوری، پیش‌بینی می‌شود که ارگانوئیدها بتوانند سایر اندام‌های پیچیده مانند قلب را تقلید کنند. مطالعه 2022 منتشر شده در مرز از ارگانوئیدهای قلبی برای بررسی پیشرفت بیماری های قلبی استفاده کرد و بینش جدیدی را در مورد مکانیسم های اساسی آنها ارائه کرد.

در پزشکی شخصی، ارگانوئیدها را می‌توان از سلول‌های واقعی فردی که از یک بیماری نادر رنج می‌برد ایجاد کرد و به پزشکان این امکان را می‌دهد که تقریباً یک نمونه از اندام آسیب‌دیده بیمار را مطالعه کنند. با این حال، این یکی از محدودیت های ارگانوئیدها را نیز نشان می دهد: فقدان یک محیط یکنواخت و سازگار برای ایجاد آنها. این تنوع می تواند مقایسه نتایج در مطالعات مختلف را برای محققان چالش برانگیز کند. 

دولت ها ممکن است نیاز داشته باشند که پیامدهای اخلاقی استفاده از ارگانوئیدها، به ویژه آنهایی که فعالیت مغز انسان را تقلید می کنند، در نظر بگیرند. علاوه بر این، برای اطمینان از استفاده ایمن و اخلاقی از این فناوری، باید مقرراتی تدوین شود. در همین حال، شرکت‌ها می‌توانند از فناوری ارگانوئید برای توسعه داروها و درمان‌های جدید استفاده کنند و به طور بالقوه بازارها و جریان‌های درآمد جدیدی را باز کنند. با این حال، آنها همچنین ممکن است نیاز داشته باشند که چالش های ایجاد ارگانوئیدها را به طور مداوم برای اطمینان از تکرارپذیری و قابلیت اطمینان تحقیقات خود بررسی کنند. 

پیامدهای ارگانوئیدها

پیامدهای گسترده تر ارگانوئیدها ممکن است شامل موارد زیر باشد:

• مطالعات دقیق اندام هایی که در آن محققان دسته ای از ارگانوئیدها را برای انجام آزمایش های درمانی مختلف ایجاد می کنند. 
• مطالعات درمان دارویی جدید با تنظیم سلول‌های مختلف درون یک ارگانوئید برای تعامل با انواع مختلف مواد شیمیایی.
• مهندسی سلولی که در آن دانشمندان می توانند ارگانوئیدها را وادار کنند تا به ساختارهای دیگر تبدیل شوند.
• کاهش قابل توجه هزینه های مراقبت های بهداشتی به عنوان درمان های موثرتر و شخصی سازی شده برای بیماری ها می تواند طول و هزینه اقامت در بیمارستان را کاهش دهد.
• رویکرد اخلاقی تر به تحقیقات علمی و تغییرات بالقوه در قوانین حقوق حیوانات.
• نگرانی‌های مربوط به حریم خصوصی، زیرا اطلاعات ژنتیکی افراد باید ذخیره شود و در ایجاد این ارگانوئیدها استفاده شود، که نیاز به مقررات جدیدی برای محافظت از حریم خصوصی ژنتیکی دارد.
• بدتر شدن نابرابری‌های موجود در مراقبت‌های بهداشتی، زیرا دسترسی به درمان‌هایی که با استفاده از این فناوری توسعه یافته‌اند، می‌تواند محدود به کسانی باشد که توانایی پرداخت آن را دارند.

سوالاتی که باید در نظر گرفته شود

• آیا فکر می‌کنید که ارگانوئیدها می‌توانند در نهایت به اندازه کافی توسعه یابند تا جایگزین اندام شوند؟ چرا و چرا نه؟
• آیا مایل به دریافت پیوند ارگانوئید هستید؟