مادة الاحياء

ابتكر العلماء أعضاءً صغيرة يمكنها إنهاء التجارب على الحيوانات

ابتكر العلماء أعضاءً صغيرة يمكنها إنهاء التجارب على الحيوانات


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أنشأ العلماء في معهد ويك فورست للطب التجديدي نظامًا كاملاً من الأعضاء المصغرة يُعرف باسم "العضيات". وبذلك قاموا ببناء أكثر نموذج معمل لجسم الإنسان تطورًا في العالم.

بيت القصيد من النظام هو أن هذه الأعضاء الدقيقة ، أو "العضيات" ، يمكن أن تحدد بنجاح ما إذا كان المنتج الصيدلاني سامًا لجسم الإنسان أم لا ، مما سيساعد أيضًا في وضع حد للتجارب على الحيوانات. عالم الكائنات العضوية ليس جديدًا تمامًا ، ومع ذلك ، فقد أُطلق على تجربة ويك فورست اسم "النموذج المختبري الأكثر تطورًا في العالم لجسم الإنسان".

تم نشر نتائجهم في المجلة العلمية التصنيع الحيوي.

راجع أيضًا: تجربة ناسا: أعضاء أستروناس ينمون على متن محطة الفضاء الدولية

البحث وابتكار عقاقير طبية جديدة

يتطلب تطوير عقاقير طبية جديدة الكثير من المال والوقت وأحيانًا حياة عدد كبير من الحيوانات. وفقًا لتقرير نشر في المجلة الأمريكية لأمراض الجهاز الهضمي ، فإن التكلفة تقديرية 868 مليون دولار إلى 1.24 مليار دولار لتطوير دواء. يكون الأمر أكثر إحباطًا عندما يتم سحب الأدوية التي كلفت الكثير من الوقت والجهد والمال وحياة الحيوانات من الرف ، حيث لا يمكنهم التنبؤ بشكل كافٍ بما إذا كانت المادة ستكون سامة للإنسان أم لا في على المدى الطويل. الآن ، قد يقدم ابتكار دقيق بعض الإجابات الضخمة.

طور باحثون من معهد ويك فورست للطب التجديدي وجامعة ولاية أوهايو نظامًا كاملاً ينسخ الأعضاء البشرية بأحجام مجهرية. يمكن إعادة إنشاء كل شيء من الكبد إلى القلب والرئتين بأحجام صغيرة لتحسين المستحضرات الصيدلانية التي تتطلع إلى إجراء الاختبارات التي تتطلب حاليًا أطباق بتري أو حيوانات.

ثم تم دمج النظام في شريحة كمبيوتر.

"لقد حاولنا أن نجعل الأعضاء وثيقة الصلة بكيفية ظهورها بداخلك ، بشكل مشابه جدًا لكيفية ظهورها على المقياس الكلي إذا قمنا بزرعها فيك" ، هذا ما قاله المؤلف المشارك في الدراسة أنتوني أتالا ، رئيس ومدير معهد قال معهد ويك فورست للطب التجديديميكانيكا شعبية.

عضويات

وقد أُطلق على هذه الأعضاء المصغرة اسم "عضويات" وهي عبارة عن مزارع نسيجية ثلاثية الأبعاد يتم الحصول عليها من الخلايا الجذعية. لإعطاء تقدير لمدى صغر حجمها ، فإنها تتراوح من حجم أقل من عرض خصلة من الشعر إلى خمسة ملليمترات.

هذه ليست المرة الأولى التي يصنع فيها الباحثون عضيات في المختبر ، فقد عمل أتالا بنفسه على العضيات منذ أوائل القرن الحادي والعشرين. ومع ذلك ، فهذه هي المرة الأولى التي يتمكنون فيها من إثبات مستويات السمية للإنسان بنجاح.

ركز أتالا وفريقه على بناء نظام أقرب ما يكون إلى النظام البشري الحقيقي. على سبيل المثال ، يضخ القلب العضوي تقريبًا 60 مرة في الدقيقة ، على غرار قلب الإنسان. يحتوي الكبد البشري خمسة أنواع رئيسية من الخلايا، كما يفعل العضوي.

بمجرد زراعة العضيات ، يمكن للباحثين بعد ذلك إجراء اختبارات عليها. هذا هو المكان الذي يمكن فيه القضاء على التجارب على الحيوانات.

ذكر أتالا: "يمكننا اختبار العلاجات الكيميائية لمعرفة الأفضل لمريض معين. وهذا أمر رائع بالنسبة للطب الشخصي." هذه خطوة كبيرة إلى الأمام في مجال الطب.

كيف يصنعون هذه الأعضاء الدقيقة؟

ومن المثير للاهتمام ، أن أسس البحث حول العضوانيات يمكن أن يعود تاريخها إلى عام 1906 ، عندما قام روس جرانفيل هاريسون بتكييف طريقة زراعة الخلايا ثلاثية الأبعاد تسمى "القطرة المعلقة" لاستخدامها في دراسة الأنسجة الجنينية.

بالنسبة للمبتدئين ، كان هاريسون عالِم أحياء وعالم تشريح أمريكيًا يُنسب إليه الفضل في زراعة أول زراعة الأنسجة العصبية الاصطناعية. ستكون مساهماته هي المسار التوجيهي نحو اكتشاف عامل نمو الأعصاب في الخمسينيات من القرن الماضي ، وهو لبنة أساسية في دراستنا للخلايا الجذعية اليوم. على مدار الخمسة عشر عامًا الماضية ، على الرغم من استمرار وجود قيود ، يمكن زراعة الأعضاء في المختبر ، ويستمر هذا المجال في الابتكار.

ولكن كيف يفعلون ذلك؟ ضمن بيئة معملية ، يجب على الباحثين أولاً عزل عينات صغيرة من الأعضاء والأنسجة البشرية للتأكد من أن الأعضاء الدقيقة لها نفس الوظائف. ماذا يعني هذا؟ كما ذكرنا سابقًا ، إذا كنت ستخلق قلبًا عضويًا ، فسيضخ بنفس معدل قلب الإنسان. هذا هو السبب في أن عالم الأعضاء الدقيقة مثير للغاية.

قامت فرق بحثية أخرى خارج جامعة ولاية أوهايو ومعهد ويك فورست للطب التجديدي أيضًا بإنشاء عضيات. بالإضافة إلى نموذج المختبر المصغر لجسم الإنسان ، وهو مفيد لاختبار الأدوية ، تمتلك العضيات أيضًا القدرة على العمل كبديل للأعضاء.

إذن ما الذي نماه الباحثون حتى الآن؟

زوج من الكلى المدمجة

أنشأ مركز الطب التجديدي زوجًا من عضويات الكلى المزروعة في المختبر. ثم قام الباحثون بزرع هذه الأعضاء في الفئران. وبحسب مقال البحث حيث ذكرت الدراسة بالتفصيل "تقريبا 100،000 فرد في الولايات المتحدة في انتظار زرع الكلى ، و 400000 فرد العيش مع مرض الكلى في مراحله الأخيرة الذي يتطلب غسيل الكلى ".

ستساعد الكلى القابلة للزرع والاستبدال الدائم في معالجة هذه المشكلة الحالية. للقيام بذلك ، سيحتاج الكسب غير المشروع المهندَس حيوياً إلى بنية ووظيفة الكلية والسماح بالتروية ، والترشيح ، والإفراز ، والامتصاص ، وتصريف البول.

قبل كل شيء ، يجب أن يكون متوافقًا مع المتلقي ، لتجنب الرفض. لم يكن الباحثون قادرين فقط على إنشاء هذه الكلى الصغيرة وزرعها في الفئران ، ولكن عند زرع الكلى ، كانت الأعضاء الجديدة قادرة على تصفية الدم وإنتاج البول بنجاح.

طيف عضيات الكبد الصغيرة

حقق مركز MRC للطب التجديدي أيضًا تقدمًا في عالم الكائنات العضوية ، مما أدى إلى إنتاج أكباد صغيرة. في الدراسة ، تمكن الباحثون من أخذ جذوع الكبد ، أو الخلايا الكبدية السلفية ، لإعادة إنماء الكبد التالف في الفئران. كيف عمل هذا؟ استخرج الباحثون خلايا جذعية من مجموعة من الفئران السليمة. ثم أخذوا هذه الخلايا وجعلوها تنضج في المختبر. بمجرد أن تنضج ، تم زرع الخلايا مرة أخرى في الفئران دون أي فشل كبدي. استغرقت العملية بأكملها حوالي ثلاثة أشهر.

تكوين عضيات الأمعاء

نجح الباحثون في المركز الطبي لمستشفى الأطفال في سينسيناتي في إنماء أمعاء عضوية.

باستخدام الخلايا الجذعية متعددة القدرات ، تمكن الباحثون من زراعة الأنسجة المعوية البشرية في المختبر. ومع ذلك ، مقارنة بالعمليات الأخرى المذكورة في هذه المقالة ، فقد قاموا بشيء مختلف. لجعل الأنسجة تتبنى بنية الأنسجة البالغة ، زرع الباحثون الأنسجة في كلية فأر ، حيث نضجت داخل الحيوان.

يأمل الباحثون في المركز الطبي لمستشفى الأطفال في سينسيناتي أن يتم استخدام هذه الطريقة في نهاية المطاف لعلاج أمراض الجهاز الهضمي على مستوى العالم.

وهل يمكننا زراعة معدة صغيرة؟

نعم نستطيع. تم إنشاؤه أيضًا من قبل فريق بحث في المركز الطبي لمستشفى الأطفال في سينسيناتي ، وقد وجد الباحثون طريقة لتنمية أنسجة معدية ثلاثية الأبعاد. تتضمن العملية أخذ خلايا جذعية بشرية متعددة القدرات وتحويلها إلى خلايا معدة. النتائج؟ عضويات قطرها ثلاثة ملليمترات فقط. يمكن استخدام أعضاء صغيرة مثل هذه لدراسة نماذج الأمراض المختلفة وتأثيراتها على المعدة.

وفقًا لفريق البحث ، فإن "أمراض المعدة ، بما في ذلك مرض القرحة الهضمية وسرطان المعدة ، تصيب 10٪ من سكان العالم وترجع إلى حد كبير إلى عدوى الملوية البوابية المزمنة.

إن الاختلافات بين الأنواع في التطور الجنيني وبنية المعدة البالغة تجعل النماذج الحيوانية دون المستوى الأمثل لدراسة التكوُّن العضوي للمعدة البشرية والتسبب في المرض ، ولا يوجد نموذج تجريبي للغشاء المخاطي المعدي الطبيعي للإنسان ".

يمكن أن تقضي الكائنات العضوية على التجارب على الحيوانات

عادةً ما يتضمن الجانب المظلم من اختبار العقاقير إجراء اختبارات على الحيوانات. بالنسبة للمبتدئين ، غالبًا ما تركز الاختبارات على الحيوانات حول الإجراءات التي يتم إجراؤها على الحيوانات الحية للبحث في البيولوجيا الأساسية والأمراض ، وتقييم فعالية المنتجات الطبية الجديدة ، واختبار الصحة والسلامة البيئية للمنتجات الاستهلاكية والصناعية.

يمكن أن يشمل ذلك مستحضرات التجميل والمنظفات المنزلية والمضافات الغذائية والأدوية والمواد الكيميائية الصناعية / الزراعية.

للأسف ، تميل الحيوانات التي تشكل جزءًا من هذه الإجراءات إلى القتل أو حتى إعادة استخدامها في تجارب أخرى. وفقا لجمعية الرفق بالحيوان الدولية ، يقدر 115 مليون حيوان يتم اختبارها في جميع أنحاء العالم كل عام.

مع تطوير المزيد من الأعضاء الدقيقة في المختبرات في جميع أنحاء العالم ، سنكون قادرين على معالجة التحديات الأخلاقية للتجارب على الحيوانات ببطء ، مع ابتكار أدوية أفضل وأكثر أمانًا للبشر. والأكثر من ذلك ، أن عالم الكائنات العضوية هو مقدمة للعصر القادم من عمليات زرع الأعضاء الجاهزة للمختبر.

للحصول على أحدث الابتكارات في مجال التكنولوجيا الطبية ، تأكد من التوقف هنا.


شاهد الفيديو: اقسى التجارب العلمية على الحيوان - حدث بالفعل (قد 2022).