اندام تراشه چه کاربردهایی دارد؟

 اندام تراشه چه کاربردهایی دارد؟

کد مطلب: ۹۹۰۷۰۴۱۲
اندام تراشه یا Organ on a chip یکی از فناوری‌های جدید است که کاربردهای متنوعی دارد. این تراشه‌ها بسترهای جذابی برای کشت سلول در محیط آزمایشگاهی هستند. همانطور که در مقاله معرفی این تکنولوژی خواندیم، اندام تراشه می‌تواند ساختارها و عملکردهای پیچیده اندام‌های انسان را تقلید کند. از این رو این تکنولوژی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. Organ on a chip در حوزه‌های مختلف از جمله ساخت مدل‌های فیزیولوژیکی انسان، کشف دارو و تحقیقات سم‌شناسی کاربرد دارد. یکی از محدودیت‌های فعلی صنعت داروسازی، درصد بالای شکست مطالعات حیوانی است که میلیاردها دلار هزینه به جای می‌گذارد. علاوه بر این، بسیاری از بیماری‌های انسانی هنوز قادر به مدل سازی دقیق در شرایط آزمایشگاهی نیستند. این مسئله درک و توسعه درمان را محدود می‌کند. این موضوعات نیاز فوری به مدل‌های شبیه‌تر از نظر فیزیولوژیکی اندام‌های انسانی را برجسته می‌کند و به پیشرفت فناوری اندام تراشه دامن می‌زند.

برای آشنایی با کاربردهای اندام تراشه با تیم تحریریه علمی شتابدهنده دارویی هنام همراه باشید.

مطالعات in vitro  در تولید دارو:

فرآیند تولید دارو با غربالگری اهداف دارویی که ممکن است در درمان بیماری موثر واقع شوند، آغاز می‌شود. سپس تعداد مولکول‌های کاندید دارویی با روش‌های مختلف غیر بالینی کاهش می‌یابد و تعدادی حذف می‌شوند. پس از ورود به مطالعات بالینی، دارو باید توسط سازمان‌های نظارتی تایید شود. این فرآیند مدت زمان زیادی (نزدیک به ۱۵ سال) طول می‌کشد. از طرفی پروسه تولید دارو هزینه‌ای در حدود ۱۰۰ میلیارد یِن (واحد پول ژاپن) دارد.
روش‌های آزمایشگاهی In vitro به عنوان راهی برای بهبود کارایی این فرآیند مطرح می‌شوند. این روش‌ها دو کاربرد عمده در فرآیند تولید دارو دارند: seed investigation و safety assessment.

seed investigation: جست و جوی ترکیب موثر علیه مولکول هدف در بیماری
safety assessment: تایید ایمنی در هنگام مصرف ترکیب شناسایی شده

اندام تراشه - 1

برای دست یابی به اثرات درمانی کافی، ترکیب مورد نظر باید اثرات درمانی ویژه و اثرات سمی کمی داشته باشد. در تحقیقات مولکول اولیه (تحقیقات بذر)، محققین با آزمایشات in vitro وجود اثر درمانی ناسب در ترکیب را بررسی می‌کنند. در حالی که در مطالعات ارزیابی ایمنی، دوزی از دارو که می‌تواند بدون داشتن عوارض سمی، اثرگذار باشد، بررسی می‌شود.

Organ on a chip در بررسی مسیر دارو در بدن:

یکی از اهداف استفاده از روش‌های سلولی آزمایشگاهی، انجام تست‌های کارایی و ایمنی در محیط کشت بجای بدن حیوانات است. با این حال اغلب تست‌های in vitro برای ارزیابی کارایی و سمیت دارو در یک اندام خاص طراحی می‌شوند. در این شرایط ترجیح بر این است که ارزیابی‌ها در محیطی مشابه سیستم کلی بدن انجام شود. فارماکوکینتیک و فارماکودینامیک کاندید دارویی مورد نظر نیز باید در مطالعات آزمایشگاهی مورد توجه قرار گیرد. دارو پس از مصرف وارد جریان خون شده و در کل بدن توزیع می‌شود. سپس دارو متابولیزه شده و از طریق ادرار یا مدفوع از بدن دفع می‌شوند. دارو می‌تواند از رگ‌های خونی به داخل بافت‌ها نفوذ کرده و اثرات مثبت و یا سمی داشته باشد.

کاربرد اندام تراشه - 2

سیستم Organ on a chip شامل چندین سیستم کشت سلولی به هم پیوسته (واحدهای اندام) است که نمایانگر عملکرد اندام‌های مختلف از طریق محیط در گردش است. اندام تراشه ابزاری برای مطالعات ارزیابی اثر و سمیت ترکیبات دارویی است.

اندام تراشه در صنعت داروسازی:

اندام تراشه می‌تواند منجر به تحولی در تحقیقات پزشکی و مطالعات صنعت داروسازی شود. Organ on a chip روش جدیدی برای شناسایی داروهای موثر و بهبود کیفیت مراقبت‌های پزشکی بیماری‌های شایع و حاد است. این تکنولوژی قادر است سیستم‌های بسیار مشابه انسان را برای انجام مطالعات پیش بالینی و بالینی شبیه سازی کند. در نتیجه این فناوری می‌تواند منجر به تسریع فرآیند تولید داروهای جدید شود. هم‌چنین امکان ارزیابی اثر التهابات و سیستم ایمنی بر روی دارو و بیماری وجود دارد. این امر به نوبه خود مقدمات ورود سریع‌تر دارو به بازار و کاهش هزینه‌ها را فراهم می‌سازد.

یک مثال در این مورد، تراشه Cytostretch است که در آن سلول‌های قلبی مشتق شده از سلول‌های بنیادی حضور دارند. این سلول‌ها در حالت‌های مختلفی مانند حالت استراحت یا ورزش قرار دارند. این تراشه برای انجام مطالعات بالینی بر روی قلب مورد استفاده قرار می‌گیرد.
اندام تراشه هم‌چنین می‌تواند تولید داروهای شخصی سازی شده را ممکن سازد!

اندام تراشه در داروهای شخصی سازی شده:

اگر اندام تراشه با استفاده از سلول‌های یک بیمار خاص تولید شود، می‌تواند متناسب و مختص همان فرد باشد. این نوع خاص از داروسازی شخصی سازی شده می‌تواند منجر به موارد زیر شود:

✔️توسعه سریع‌تر و ارزان‌تر دارو
✔️تشخیص سریع‌تر اهداف دارویی
✔️استخراج نتایج بهتر از مطالعات بالینی
✔️کاهش تعداد شکست‌ها در داروهای مورد مطالعه
✔️کشف داروهای بهتر بدون انجام مطالعات حیوانی
✔️شناسایی درمان‌های موثرتر
✔️کاهش عوارض جانبی
✔️امکان ارائه خدمات سلامت بهتر و ارزان‌تر
✔️پیش بینی سریع‌تر شروع بیماری در افراد مبتلا به بیماری ارثی
✔️تنظیم به موقع سبک زندگی یا تجویز دارو برای به تأخیر انداختن ایجاد بیماری و ناخوشی
✔️درک بهتر مکانیسم‌های اساسی بیماری‌های پیچیده

داروی شخصی سازی شده با اندام تراشه و Organ on a chip -3
داروهای شخصی سازی شده برای هر بیمار، مختص همان بیمار هستند.

در مجموع می‌توان گفت ساخت داروهای شخصی سازی شده با استفاده از اندام تراشه، باعث افزایش کیفیت زندگی افراد می‌شود.

چه راه‌های دیگری برای استفاده از اندام تراشه وجود دارد؟

یافتن راه‌های جدید و جالب برای استفاده از اندام تراشه کار چندان دشواری نیست. پیش بینی می‌شود که این تکنولوژی بتواند در این موارد نیز راه گشا باشد:

📍کشف و شناسایی نشانگرهای زیستی برای کمک به تشخیص
📍کشف روش‌های درمانی جدید برای رادیوتراپی یا hyperthermia
📍تعیین اثرات آلاینده های محیطی
📍تست ایمنی افزودنی‌های مواد غذایی و آرایشی و بهداشتی (این موضوع از اهمیت بیشتری برخوردار است؛ زیرا اروپا کاملاً استفاده از حیوانات در آزمایش مواد آرایشی و بهداشتی و مواد تشکیل دهنده آن را از سال ۲۰۱۳ کاملا ممنوع کرد).

اندام تراشه و جایگزینی تست‌های حیوانی:

یکی از سوالات رایج در مورد اندام تراشه که شاید ذهن شما را نیز درگیر کرده باشد، این است. آیا اندام تراشه می‌تواند جایگزین آزمایشات حیوانی شود؟
پاسخ این است: قطعا بله!
همان طور که دیدیم، از لحاظ تئوری Organ on a chip قابلیت جایگزینی با تست‌های حیوانی را دارد. حتی می‌توان گفت این تکنولوژی نتایج بهتر و معتبرتری در اختیار ما خواهد گذاشت. اصطلاحا گفته می‌شود اندام تراشه از ۳R پشتیبانی می‌کند. ۳R شامل Reduction (کاهش)، Refinement (پالایش) و Replacement (جایگزینی) در تست‌های حیوانی.

اما در مقابل عده‌ای از محققین جایگزینی این تکنولوژی با تست‌های حیوانی را کاری پر چالش می‌دانند. ساخت اندام تراشه یک فرآیند ساده نیست و با موانع بسیاری رو به رو است. برخی از این چالش‌ها شامل بازتولید پیچیدگی‌های معماری بافت‌ها و اندام‌های انسانی در شرایط in vitro به صورت کوچک و چگونگی پیوند دادن آن‌ها در قالب آرایش صحیح است. با این حال این تکنولوژی در کنار قابلیت‌های فوق العاده خود، کاربردهای فراوانی نیز دارد. همین مساله باعث شده است اندام تراشه در لیست ده فناوری برتر نو ظهور قرار بگیرد.
در مجموع می‌توان گفت اندام تراشه تا حد ممکن ساده و تا حد نیاز پیچیده است!

منابع:

تبلیغات دیجی کول

ملیحه عظیمی زاده

من ملیحه عظیمی زاده هستم، دانشجوی سال سوم داروسازی دانشگاه علوم پزشکی تهران. مدتی هست که در حوزه‌ی تولید و بازاریابی محتوا فعالیت می‌کنم و به دیجیتال مارکتینگ و سئو علاقه‌مندم.

Write a Review

پیشنهاد می‌کنیم این‌ها را هم بخوانید:

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *