پرورش سلول‌های عضله قلب با استفاده از چاپ ۳بعدی

به گزارش ایسنا و به نقل از نیوزمدیکال، شکل‌گیری همه انسان‌ها از یک سلول آغاز می‌شود که نهایتا تقسیم سلولی را پشت سر می‌گذارد. سلول‌های تقسیم شده براساس سیگنال‌های ارسال شده از سلول مجاور، در بافت‌ها یا اندام‌های خاصی گسترش می‌یابند.

در حوزه پزشکی ترمیمی، کنترل این روند در آزمایشگاه، کار مهمی است زیرا سلول‌های بنیادی می‌توانند امکان رشد اندام‌ها را به صورت درون‌کشتگاهی فراهم کنند و آنها را جایگزین سلول‌های آسیب دیده بزرگسال کنند؛ بخصوص سلول‌هایی مانند سلول‌های مغز و قلب که توانایی محدودی در تکثیر دارند.

یکی از روش‌های متداول برای تفکیک سلول‌های بنیادی، استفاده از محرک‌های شیمیایی است. اگرچه این روش برای ساخت یک نوع از سلول، کارآمد است اما توانایی لازم را برای بازسازی پیچیدگی ارگانیسم‌های زنده ندارد که در آن چند نوع سلول، برای شکل دادن یک اندام همکاری می‌کنند.

روش دیگری هم وجود دارد که با الهام از روند طبیعی رشد سلول، سلول‌های بنیادی را به صورت جمع کوچکی از سلول‌ها یا کره‌ای سلولی درمی‌آورد که "بدن‌های جنینی"(EBs) نامیده می‌شوند. بدن‌های جنینی، مجموعه‌ای از سلول‌های بنیادی پرتوان هستند. تعامل سلول به سلول در EBs، نقش اصلی را در راه‌اندازی این تمایز دارد. با آغاز تولید EBs، مشخص شد که پارامترهایی مانند تعداد، اندازه و کروی بودن سلول EBs، بر نوع سلول تولید شده موثر است.

در هر حال از آنجا که دانشمندان نتوانسته‌اند این پارامترها را کنترل کنند، باید تعداد زیادی از EBs را تولید کنند و تعدادی از آنها که ویژگی‌های خاصی دارند، مورد بررسی قرار دهند.

پژوهشگران "دانشگاه فناوری و طراحی سنگاپور"(SUTD) برای برطرف کردن این چالش، تلاش کردند تا تفکیک سلول بنیادی را در EBs کنترل کنند.

پژوهشگران در این پروژه، از روش ساخت سه‌بعدی کمک گرفتند و ابزارهای ساخته شده با این روش را مورد استفاده قرار دادند تا میزان دقت را در تفکیک سلول‌های بنیادی نشان دهند. آنها در پژوهش خود توانستند پارامترهای لازم را برای تولید سلول‌های عضله قلب تقویت کنند.

"خاویر فرناندز"(Javier Fernandez)، پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: ما اکنون شاهد سطحی از دقت، سرعت و هزینه هستیم که تا چند سال پیش غیر قابل تصور بودند. ما در این پژوهش نشان داده‌ایم که چاپ سه‌بعدی به سطحی از دقت رسیده است که می‌تواند پیامدهای تفکیک سلول بنیادی را کنترل کند.

"روپامبیکا داس"(Rupambika Das)، نویسنده ارشد این پژوهش گفت: به کار بردن چاپ سه‌بعدی در زیست‌شناسی، بر چاپ بافت‌های مصنوعی با سلول‌های متراکم است تا اندام‌های مصنوعی به صورت قطعه قطعه ساخته شوند. ما نشان داده‌ایم که چاپ سه‌بعدی این ظرفیت را دارد که در روش‌های الهام گرفته از زیست‌شناسی به کار برود و امکان کنترل رشد سلول‌ها را در آزمایشگاه فراهم کند.

این پژوهش، در مجله "Bioprinting" به چاپ رسید.