ساخت ریه مصنوعی با استفاده از سلول‌های موش

بیماری انسداد مزمن ریه (COPD) یک بیماری شدید ریوی است که سومین علت شایع مرگ و میر در جهان است. این بیماری باعث آسیب دائمی و غیرقابل درمان به ریه ها می شود و تنها درمان موثر آن،‌ پیوند ریه است.

به گزارش تکناک، پیوند یک مشکل است زیرا یافتن اهداکنندگان ریه مناسب امری دشوار است.

برای غلبه بر این مانع، دانشمندان در حال پیشرفت در پزشکی بازساختی هستند و در حال تحقیق بر روی توسعه ریه های مصنوعی از سلول های بنیادی پرتوان (PSCs) با استفاده از حیوانات آزمایشگاهی بین گونه ای هستند.

محققان چطور این کار را انجام می‌دهند؟

سلول‌های بنیادی پرتوان می‌توانند خودبه‌خود نوسازی شوند و همه سلول‌های بافت‌های بدن را ایجاد کنند. برای آزمایش و توسعه ریه های مصنوعی، محققان موسسه علوم و فناوری نارا (NAIST) در ژاپن از حیواناتی استفاده می کنند که ترکیبی از گونه‌های مختلف هستند.

محققان، PSC و سلول های بنیادی جنینی (ESCs) را با استفاده از تکنیکی به نام مکمل بلاستوسیست ترکیب کردند. این کار مانند مخلوط کردن و تطبیق این سلول ها بین گونه های مختلف است.

به عنوان مثال، محققان می توانند PSCs یا ESC ها را از یک نوع حیوان بگیرند و آنها را در مرحله اولیه رشد حیوان دیگری قرار دهند که برخی از اندام هایش را از دست داده است. این کار باعث ایجاد حیوانات کایمریک بین گونه ای می شود که حیواناتی هستند که از سلول های گونه های مختلف تشکیل شده اند.

تاکنون دانشمندان با موفقیت لوزالمعده، قلب و کلیه را با استفاده از این تکنیک ساخته اند. با این حال، آن ها در مورد ریه ها به نتایج دقیقی نرسیده‌اند. ساخت ریه های کاربردی با استفاده از این روش هنوز سخت است.

دانشمندان چگونگی جمع آوری اجزای مناسب برای ساخت ریه های حیوانات را کشف کرده اند. روش مکمل بلاستوسیست معکوس، (rBC) ESC های جهش یافته با مشکلات رشد ریه را به جنین های طبیعی موش تزریق کرد.

تحقیقات حول درک اهمیت پروتئینی به نام فاکتور رشد فیبروبلاست 10 (Fgf10) و نحوه تعامل آن با شکل خاصی از گیرنده Fgf یعنی ایزوفرم IIIb گیرنده Fgf 2 (Fgfr2b)  در طول رشد ریه ها متمرکز بود.

با استفاده از روش مکمل اندام مبتنی بر تتراپلوئید (TOC)، محققان با موفقیت ریه های مشتق از موش را در جنین موش فاقد Fgf2b ایجاد کردند. این تحقیق با هدف یافتن راه حلی جایگزین برای کمبود اهداکنندگان ریه و بهبود شانس درمان COPD انجام شد.

شونسوکه یوری، یکی از نویسندگان این مطالعه گفت: ما معتقدیم که مطالعه ما با ارائه یک روش سریعتر و کارآمدتر برای کاوش مکمل بلاستوسیست کمک مهمی به علم می کند.