ارگانوئیدهای پانکراسی رگ‌دار؛ انقلاب در مدل‌سازی دیابت
در یکی از مهم‌ترین دستاوردهای زیست‌پزشکی سال‌های اخیر، پژوهشگران بین‌المللی به سرپرستی پروفسور مایک ساندر موفق شدند ارگانوئیدهای پانکراسی رگ‌دار را از سلول‌های بنیادی انسان تولید کنند. این ارگانوئیدهای پیشرفته که حاوی شبکه‌ای واقعی از رگ‌های خونی هستند، نه‌تنها شباهت بیشتری به بافت طبیعی دارند، بلکه به طرز چشم‌گیری عملکرد سلول‌های بتا را در تولید انسولین بهبود می‌بخشند. این فناوری می‌تواند مدل‌سازی دیابت و درمان‌های آینده را متحول کند.
چرا اهمیت دارند؟
ارگانوئیدهای پانکراسی رگ‌دار، نسل جدیدی از مدل‌های آزمایشگاهی برای مطالعه عملکرد جزایر لانگرهانس در پانکراس هستند. این جزایر مسئول ترشح انسولین‌اند، اما در ارگانوئیدهای قبلی که فاقد رگ بودند، سلول‌های بتا به‌درستی بالغ نمی‌شدند. با افزودن سلول‌های اندوتلیال (درون‌رگی) و فیبروبلاست‌ها، پژوهشگران موفق شدند شبکه‌ای واقعی از مویرگ‌ها را در ارگانوئیدها ایجاد کنند که به بلوغ سلول‌ها کمک می‌کند.
ساخت ارگانوئیدهای پانکراسی رگ‌دار چگونه انجام شد؟
فرایند ساخت ارگانوئیدهای رگ‌دار شامل چند مرحله کلیدی بود:
- افزودن سلول‌های اندوتلیال انسانی و فیبروبلاست‌ها به سلول‌های بنیادی فوق‌پلاستنسی
- طراحی محیط کشت مناسب برای بقا و تمایز سلولی
- ایجاد ساختارهای عروقی واقعی در بافت‌های سه‌بعدی
این فرایند پس از پنج سال تلاش و اصلاح مداوم، به موفقیت رسید. حاصل کار، بافتی زنده و پیچیده بود که انسولین را به‌گونه‌ای شبیه به بافت طبیعی ترشح می‌کرد.
افزایش چشمگیر بلوغ و عملکرد سلول‌های بتا
مقایسه ارگانوئیدهای رگ‌دار با نمونه‌های فاقد رگ نشان داد که:
- در پاسخ به گلوکز، انسولین بیشتری ترشح می‌شود
- درصد سلول‌های بتای بالغ به‌شدت افزایش می‌یابد
- دو مکانیزم کلیدی در این بلوغ شناسایی شد: ترشح BMP از اندوتلیوم و تولید ماتریکس برون‌سلولی توسط فیبروبلاست‌ها و سلول‌های رگی
افزودن جریان سیال؛ گامی دیگر به‌سوی واقع‌گرایی
برای نزدیک‌تر کردن ارگانوئیدهای پانکراسی رگ‌دار به شرایط بدن، پژوهشگران آن‌ها را در سامانه‌های میکروفلوئیدیک قرار دادند. با عبور جریان سیال از میان رگ‌ها، بلوغ سلول‌ها باز هم ارتقا یافت. سلول‌های بتا در این شرایط، بیش‌ترین پاسخ را به گلوکز داشتند.
نتایج پیوند ارگانوئیدها در موش‌های دیابتی
زمانی که این ارگانوئیدهای پیشرفته به موش‌های دیابتی پیوند زده شدند، نتیجه شگفت‌انگیز بود: تولید انسولین به‌طور مداوم ادامه یافت و علائم دیابت در برخی حیوانات تا ۱۹ هفته دیده نشد. این یافته، کاربرد عملی ارگانوئیدهای پانکراسی رگ‌دار را به‌عنوان پایه‌ای برای سلول‌درمانی اثبات می‌کند.
کاربرد آینده در مدل‌سازی دیابت نوع ۱
تیم پروفسور ساندر اکنون در حال ساخت ارگانوئیدهای رگ‌دار با سلول‌های بیماران دیابت نوع ۱ است. هدف آن‌ها، بررسی رفتار سلول‌های ایمنی در تخریب سلول‌های بتاست. قرار دادن این ارگانوئیدها روی تراشه‌های میکروفلوئیدیک و افزودن سلول‌های ایمنی، مدلی دقیق و پویا را برای پژوهش‌های آینده فراهم می‌کند.
سخن پایانی
ارگانوئیدهای پانکراسی رگ‌دار نه‌تنها نقطه عطفی در مدل‌سازی بیماری‌ها هستند، بلکه امیدهای تازه‌ای برای توسعه درمان‌های مؤثر و مبتنی بر فیزیولوژی واقعی در بیماران دیابتی به همراه دارند. این نوآوری، گامی بزرگ به‌سوی پزشکی بازسازی‌شونده و درمان‌های شخصی‌سازی‌شده است.
