آزمایش بر روی حیوانات به طور سنتی اولین قدم در هنگام آزمایش داروها و نحوه تأثیر بالقوه آنها بر انسان محسوب می‌شود. با این حال، دلایل متعددی چه از لحاظ مالی چه اخلاقی برای کاهش انجام تعداد آزمایش‌های حیوانی وجود دارد. یک جایگزین، ایجاد اندام‌های کوچک برای شبیه‌سازی اندام واقعی است. محققان استرالیایی به دنبال رویکرد جدیدی برای ایجاد ساختارهای پیشرفته سه بعدی ریه هستند که همه از یک پتری دیش شروع می‌شود.

به گفته نویسندگان این مطالعه، مدل‌های ریه می‌توانند زمان توسعه دارو را کوتاه کنند. در حال حاضر، حدود ۱۰ تا ۱۵ سال طول می‌کشد تا یک دارو قبل از اینکه به بازار برسد، آزمایش شود.

دانشمندان استرالیایی به تازگی دو مدل ریه آزمایشگاهی از سلول‌های اولیه انسان ایجاد کردند. اولین مورد شبیه یک ریه سالم برای آزمایش ایمنی یک داروی جدید است. در آزمایش فاز ۲ نیز محققان داروهای جدید را روی یک ریه بیمار آزمایش می‌کنند. در این سناریو، ریه‌های ناسالم شبیه ریه‌هایی است که در افراد مبتلا به بیماری انسداد مزمن ریه(COPD) دیده می‌شود.

«وویچ کرزانوفسکی»(Wojciech Chrzanowski) استاد نانوپزشکی در دانشگاه سیدنی و یکی از نویسندگان این مطالعه گفت: ما سلول‌ها را مستقیما از بیماران می‌گیریم و سپس آنها را در لایه‌هایی که در داخل بدن وجود دارند، می‌سازیم. بنابراین، ابتدا شما سلول‌های اپیتلیال را دارید، سپس فیبروبلاست‌ها را در اختیار دارید. ما به معنای واقعی کلمه در حال ایجاد یک عضو تقلیدی هستیم که بسیار شبیه ریه‌های واقعی انسان است.

مدل‌های ریه ایجاد شده در آزمایشات دقیق‌تر از سلول‌ها در کشت‌های سلولی یا مدل‌های حیوانی عمل کردند. در یک کشت سلولی سنتی، شما سلول‌ها را در پتری دیش قرار می‌دهید و آن‌ها را در شرایط ساکن کشت می‌کنید که این کار با آنچه در بدن انسان اتفاق می‌افتد، فاصله زیادی دارد. کاری که ما انجام می‌دهیم ایجاد شرایط محیطی مشابه با شرایط موجود در بدن انسان است.

برای حفظ شرایط محیطی مشابه ریه انسان، محققان هوا را در یک طرف و یک رابط مایع در پایین همراه با ریز جریان(به انگلیسی: Microcirculation) که شبیه گردش خون است، نگه داشتند. ریز جریان نام جریان حمل خونی است که خون را به رگ‌های کوچکتر درون بافت‌های بدن می‌رساند و دارای ۳ بخش اصلی، پیش مویرگی، مویرگی و پس مویرگی است.

محققان در ادامه توضیح دادند: این دو عنصر در کنار هم به شبیه‌سازی ایجاد شرایط مشابه ریه انسان کمک می‌کنند و آن‌ها را دقیق‌تر می‌کنند.

با نگاهی فراتر از آزمایش دارو، مدل‌های ریه این پتانسیل را دارند که به ایجاد داروهای شخصی‌سازی شده برای افراد کمک کنند. برای مثال، اگر می‌خواهید طیف وسیعی از واکنش‌ها را در یک ریه آزمایش کنید، می‌توانید از یک فرد نمونه‌ای از سلول‌ها را بگیرید و ریه‌ای بسازید که بیشتر شبیه ریه او باشد.

منبع تی ای