نینا تندان: آیا مهندسی بافت می تواند منجر به پزشکی منحصر به فرد و شخصی بشود؟

می خوام چندتا از مدلهایی رو بهتون نشون بدم که باهاشون کار می کنم تمامی آنها کاملا بی نقص هستند، حتی ذره ای چربی ندارند بهتون گفتم که آنها چقد فوق العاده هستند؟ البته آنها مدلهای علمی هستن! (خنده)

همونطور که احتمالا حدس زدین من یک مهندس بافت هستم و این ویدیو یک قلب در حال تپیدن رو نشون می ده که من در آزمایشگاه ساختم ما امیدواریم یه روز این بافتهای مهندسی شده بتوانند به عنوان جایگزین های بافتی اعضای بدن انسان کار کنند ولی چیزی که امروز می خواهم بگم بهتون اینه که چطوری این بافتها می تونن مدلهای بسیار خوبی را بسازند

بیایند برای یک لحظه به مراحل ارزیابی و تصویب دارو فکر کنیم از فرمول بندی دارو گرفته، تا تستهای آزمایشگاهی، تست بر روی حیوانات، و بعد تستهای کلینیکی که شاید شما به آنها تست های روی انسان بگویید قبل ازاینکه دارو وارد بازار بشه [همه‌ی این آزمایشات باید انجام شده باشه]. که خیلی هزینه زیاد و وقت زیادی می بره و بعضی وقتا حتی بعد از اینکه دارو وارد بازار شد٬ به نحو پیش بینی نشده ای عمل می کنه و به آدمها آسیب می رسونه. هر چی دیرتر این عارضه معلوم بشه، اثرات بدتری می ذاره.

برای این قضیه دو دلیل اصلی هست: اول اینکه آدمها با موشهای آزمایشگاهی فرق دارن٬ دوم اینکه با وجود تمام شباهتی که ما -آدمها- با هم داریم در واقع همون اختلافهای کوچک بین من و شما اثر بزرگی روی نحوه جذب و دفع دارو در بدن ما داره و نحوه ای که دارو ما رو تحت تاثیر قرار میده

برای همین اگر ما مدل های بهتری -برای شبیه سازی شرایط بدن- در آزمایشگاه داشته باشیم نه تنها از موشهای آزمایشگاهی به ما شبیه تر است بلکه می تونه بازتاب بهتری از تنوع موجود بین ما -آدمها- باشه حالا ببینیم که مهندسی بافت چطور می تونه این کار رو بکنه.

یکی از فناوری های کلیدی که اهمیت زیادی داره استفاده از سلولهای بنیادی پرتوان القایی است. آنها به تازگی در ژاپن توسعه پیدا کرده اند. خب، سلولهای بنیادی پرتوان القایی. آنها خیلی شبیه سلولهای بنیادی جنینی (رویان) هستند فقط مشکلات اخلاقی و مجادلات اجتماعی کمتری دارن ما سلولها رو القا کردیم، برای مثال سلولهای پوست رو توسط افزودن چندتا ژن، کشت سلولی و در نهایت جمع آوری سلولها. پس آنها سلولهای پوستی هستن که می شه یه جور با بیماری فراموشی سلولی گولشون زد تا به مرحله جنینی برگردن. پس آنها سلولهای پوستی هستن که می شه یه جور با بیماری فراموشی سلولی گولشون زد تا به مرحله جنینی برگردن. اولین نکته با حال این قضیه خلاصی از معضلات اخلاقی-هنجاری قضیه است. دومین نکته با حال اینه که باهاشون می شه هر نوع بافتی رو رشد داد بافت مغزی، قلبی، کبدی، بقیه اش رو خودتون می‌گیرین دیگه٬ ولی با سلولهای خودتون. پس ما می‌تونیم یه مدل از قلبتون یا مغزتون بسازیم روی یه تراشه.

تولید بافتهایی با چگالی و رفتار قابل پیش‌بینی مرحله دومی هست که برای اینکه (این روش) بتونه در اکتشاف دارو به کار بره واقعا نقش کلیدی داره. مرحله دومی هست که برای اینکه (این روش) بتونه در اکتشاف دارو به کار بره واقعا نقش کلیدی داره. این یه طرح ساده شده از بیورآکتوری هست که ما توی آزمایشگاهمون تولید می کنیم که با یه روش مقیاس پذیر و جزء به جزء به مهندسی بافتها کمک کنه. به زودی می شه نسخه ای از این سیستم رو با انبوهی از نسخه های موازی تصور کرد با هزاران نوع بافتهای (مختلف) انسانی. مثل اینکه تستهای کلینیکی (تست بر روی انسان) رو روی یه تراشه بشه انجام داد.

نکته دیگه ای راجع به این سلولهای بنیادی پرتوان القایی اینه که اگه مثلا یه سری سلول پوست برداریم٬ از کسانی که یه بیماری وراثتی (ژنتیکی) دارن و بافتی از آنها تولید کنیم٬ در واقع می تونیم با استفاده از روشهای مهندسی بافت مدلی از اون بیماری ها رو توی آزمایشگاه تولید کنیم. این یه مثال از آزمایشگاه کوین ایگان در هاروارد هست. او سلولهای عصبی تولید کرد با استفاده از این سلولهای بنیادی پرتوان القایی از بیماران مبتلا به بیماری لوگریگ٬ اون سلولها رو به سلولهای عصبی تمایز داد و نکته جالب این بود که اون سلولهای عصبی هم علایم همون بیماری رو از خودشون نشون دادن با چنین مدلهایی ما می‌تونیم با بیماری‌ها مبارزه کنیم خیلی سریعتر از قبل و بیماری رو بهتر از قبل درک کنیم، و حتی شاید داروهارو سریعتر کشف کنیم. این مثال دیگه ای از سلولهای بنیادی مخصوص به یک بیمار هست آنها توسط سلولهای بیماری مبتلا به تینیت پیگمانتوزا مهندسی شدند. در این بیماری شبکیه چشم به مرور تحلیل می ره. این بیماری به صورت موروثی در خانواده ما هست، ما امیدواریم که این سلولها به ما کمک کنن معالجه ای برای این بیماری پیدا کنیم.

بعضی مردم ممکنه فکر کنن این مدلها به نظر خوب می آیند ولی باز می‌پرسند: آیا این مدلها به خوبی موش آزمایشگاهی هستن؟ به هر حال موشها یک ارگانسیم کامل هستند٬ متشکل از تعامل شبکه ایی عضوهای مختلف داروی قلبی می تونه در کبد هضم بشه ممکنه بعضی از محصولات جانبی داخل چربی ذخیره بشن. آیا با استفاده از این مدلهای مهندسی شده شما همه این احتمالات رو از نادیده نمی گیرید؟ بله، این هم روند جدیدی هست در این رشته با تلفیق روشهای مهندسی بافت با میکرو سیالات٬ این رشته داره به اون جهت هم تکامل پیدا می کنه٬ یه مدل از تمام اکوسیستم بدن شامل تمام اعضای متعدد بدن به طوریکه بشه تست کرد چطوری یه داروی که برای فشار خون مصرف می کنید می تونه رو کبدتون تاثیر بذاره یا داروی ضد افسردگی روی قلبتون. ساختن این چنین سیستمهایی بسیار سخته، ولی ما داریم بهش نزدیک می شیم پس منتظر باشین.

ولی این همه اش نیست، وقتی دارو -برای مصرف انسانها- تصویب شد روشهای مهندسی بافت می تونه به توسعه درمانهای شخصی (فرد به فرد) کمک کنه این یه مثاله که ممکنه برای شما هم یه روز مهم بشه البته امیدوارم که نشه تصور کنین یه روز اون تلفن زنگ می زنه و شما خبر بد رو دریافت می کنین: ممکنه سرطان داشته باشین. آیا ترجیج نمیدین اول آزمایش کنین که اون داروهای سرطان که قراره مصرف کنین، آیا روی سرطان شما جواب می ده؟ توی آزمایشگاه کارن برگ، آنها از فناوری پرینت جوهری استفاده می کنن تا سلولهای سرطان سینه رو پرینت کنن و پیشرفت و درمانشون رو مطالعه میکنن بعضی از همکاران ما در (موسسه) تافتس چند مدل مانند این رو با هم ترکیب می کنن با استخوان ساخته شده توسط مهندسی بافت تا ببینن چطور سرطان می تونه از یه بخش بدن به بخش دیگه منتقل بشه و می تونین تصور کنین که انواع این تراشه های چندین بافتی می تونن نسل بعدی این نوع مطالعات باشن.

اگه به مدلهایی که راجع بهشون صحبت کردیم فکر کنیم٬ می بینین که به زودی مهندسی بافت مراحل ارزیابی و تصویب دارو رو متحول می کنه در ابتدایی ترین گام از مسیر مدل های (شبیه سازی شده) بیماری باعث می شن بشه فرمول بندی های بهتری از دارو ساخت٬ مدلهای بافتهای انسانی با انبوهی از نسخه های موازی می تونن تستهای آزمایشگاهی رو متحول کنن٬ تعداد تستهای حیوانی و تستهای کلینیکی روی انسانها رو کاهش بدن٬ و روشهای درمانی منحصر به فرد ارائه بدن چیزی که می تونیم اون رو حتی یه بازار خاص در نظر بگیریم در واقع ما سرعت دریافت پاسخ رو به شدت زیاد کردیم بین تولید یه مولکول و فهمیدن اینکه چطوری در بدن انسان عمل می کنه اصولا روندی که استفاده کردیم تبدیل بیوتکنولوژی و داروشناسی بوده به فن آوری اطلاعات که کمک می کنه هم اکتشاف و هم ارزیابی دارو سریعتر ارزونتر و موثرتر انجام بشه این روش معنی جدیدی میده به مدلهای شبیه سازی شده در مقایسه با تستهای حیوانی، اینطور نیست؟ متشکرم. (تشویق تماشاگران)