تست دارو روی اندامهای مجازی بدن/ خداحافظی با موشهای آزمایشگاهی

تست دارو روی اندامهای مجازی بدن/ خداحافظی با موشهای آزمایشگاهی

دکتر امیر صنعتی نژاد، محقق ایرانی دانشگاه هاروارد آمریکا ضمن تشریح آخرین دستاوردهای محققان در زمینه بیوتکنولوژی گفت که در آینده نه چندان دور ، طراحی سیستم‌های اندام بدن بر روی تراشه می تواند جایگزین تست داروها بر سلول‌ها و تست روی حیوانات شود .

دکتر امیر صنعتی نژاد-محقق ایرانی دانشگاه هاروارد امریکا است که موفق به دریافت مدال طلای دولت کانادا به عنوان محقق برتر در دوره دکترا شده است. وی به دلیل تحقیقاتش در مورد جداسازی سلول های سرطانی و همچنین ترکیب سیگنال های شیمیایی -الکتریکی برای کنترل رفتارهای سلول های ایمنی بدن برای بستن زخم، موفق به دریافت بورسیه فوق دکترا در رشته مهندسی پزشکی در سال 1392 و ادامه فعالیت و تحقیقاتش در دانشگاه هاروارد شد.  

دکتر  امیر صنعتی نژاد در گفتگویی با خبرنگار مهر به تشریح آخرین فعالیت های محققان در رابطه با سرطان، طراحی سیستم های اندامی بدن روی تراشه و همینطور نقش سلول های بنیادی در تحقیقات دانشمندان پرداخت:

* خبرگزاری مهر : آقای دکتر برای اولین سوال در رابطه با رشته تحصیلی و زمینه فعالیت هایتان بفرمایید:

- صنعتی نژاد: من کارشناسی ام را در رشته مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی اصفهان و دوره کارشناسی ارشد را در رشته مهندسی مکاترونیک دانشگاه صنعتی امیر کبیر گذراندم. سپس برای ادامه تحصیل در زمینه سیستم ها ی میکروالکترومکانیکی به دانشگاه کنکوردیا در شهر مونترال کانادا رفتم. تحقیقاتم را در زمینه سیستم های بیومیکرو الکترومکانیکی با تمرکز بر بیولوژی مکانیک سلولی به وسیله  میکروسیال ادامه دادم که درآن به بررسی پاسخ سلول ها به تحریکات شیمیایی و مکانیکی ناشی از محیط اطراف پرداخته شد.

سیستم های میکروسیال قادر هستند تا شرایط رشد مشابهی از سلول را فراهم کنند و بدین وسیله می توان بسیاری از سوالاتی که به روش های معمولی بیولوژی قابل بررسی نیستند را با دقت و سرعت بیشتری مطالعه کرد. تمرکز تحقیقات من نیز بیشتر در زمینه بیومکانیک سلول ها بوده و زمینه هایی مثل اندازه گیری نیروی رشد سلولی، بررسی تاثیر محیط رشد سلول بر خواص مکانیکی سلول ها که جنبه بیو مکانیکی سلولی را نیز شامل می شوند.

* آقای صنعتی نژاد در رابطه با طرحی که در سال 2013 میلادی با دانشگاه مک گیل و استفاده از میکروفیلترها برای درمان سرطان  داشتین، توضیح دهید:

- این پروژه در رابطه با تشخیص سریع سلول های سرطانی بود. به دلیل اهمیت تشخیص سریع بیماری سرطان قبل از رشد و گسترش سلول های سرطانی در بدن نیازمند ساخت و استفاده از تکنولوژی های جدیدی هستیم تا بتوانیم سلول های سرطانی را با سرعت قابل ملاحظه ای در خون تشخیص دهیم.

یکی از راه های ارزیابی پیشرفت سرطان شمارش تعداد سلول های سرطانی است که در جریان خون در حال گردش هستند. در این پروژه، ما با کمک تکنولوژی میکروالکترو مکانیک،  فیلترها و کارتریج هایی را طراحی کردیم تا بتوانیم سلول های سرطانی را با بازده قابل توجهی دریافت، شناسایی و تحلیل کنیم.
از معایب روش های فعلی در تشخیص این سلول ها می توان به سرعت پایین و همینطور محدودیت در تشخیص نوع سرطان اشاره کرد. اما در روش جدید، کارتریجی که طراحی کردیم قابلیت حمل چندین فیلتر با سایزهای مختلف را دربردارد پس می تواند با سرعت و دقت بالاتری سلول ها را شناسایی کند؛ همچنین به کمک تکنولوژی شیمی سطح ما سطح فیلترها را هم به گونه ای فعال کردیم که هر یک از فیلترها نیز قابلیت جذب و شناسایی سلول های خاصی از نوع سرطان خاص را داشته باشند.
بدین ترتیب با سرعت و دقت می توانیم سلول های سرطانی را شناسایی کنیم و مسلما این تحقیق می تواند کمک شایانی در رابطه با نوع درمانی که برای هر بیمار نیاز است را پیش روی پزشک قرار دهد یا مدت دوره شیمی درمانی را نیز می توان به کمک این تکنیک مورد بررسی قرار داد.
به نظر می رسد روشی که در دانشگاه مک گیل ارائه شده و هم اکنون در حال تکمیل و آماده سازی برای تست در بیمارستان ها است روش روشنی برای تشخیص سریع سرطان خواهد بود.

* در مورد فعالیت های اخیرتان  به عنوان مثال  درباره  تحقیقی که روی  تراشه ها  دارید  بفرمایید.

- هم اکنون در حال گذراندن دوره فوق دکترا در هاروارد و یکی از اعضای تیم تحقیقاتی اندام بر روی تراشه هستم که هدف این پروژه طراحی و ساخت سیستم های یکپارچه ای است که با  کمک سیستم های میکروسیالی بتوان چندین اندام بر روی تراشه را به هم متصل کرده و در آینده برای تست و شناسایی داروها مورد استفاده قرار داد. زیرا با توجه به هزینه های بسیاری بالایی که برای تایید سلامت یک دارو وجود دارد به استفاده از مدل های جدید نیازمند هستیم تا به بررسی تاثیر مستقیم و غیر مستقیم یک دارو بر روی اندام های مختلف بدن بپردازیم.

از جمله این مدل ها طراحی سیستم های اندام بدن بر روی تراشه است که متصل کردن آنها به یکدیگر می تواند در شناسایی داروها مورد استفاده قرار گرفته و جایگزینی برای تست داروها روی سلول ها در روش های عادی بیولوژیکی و همچنین تست بر روی حیوانات باشد. اکنون در حال ساخت چنین دستگاه یکپارچه ای هستیم که از چندین اندام بدن تشکیل شده و این اندام ها جزو اندام های اصلی هستند که در متابولیسم داروها نقش مهمی را ایفا می کنند. این تکنولوژی جدید به مدت شش یا هفت سال است که در حال گسترش بوده و یکی از مهم ترین اجزای آن سیستم های بیومیکرو الکترومکانیکی یا میکروسیالی است.

سیستم های اندام بر روی تراشه قابلیت های بسیاری دارند که از دیگر ویژگی های آن می توان به مواردی مانند مدل سازی بسیاری از بیماری های بدن در آینده خبر داد تا بتوانند محیط مجازی از اندام های بدن را ایجاد و داروهای مورد نظر را در بیمار تست کنند بدون اینکه نیاز باشد دارو مستقیما روی بدن انسان یا حیوان آزمایش شود.

* آینده مهندسی بافت را چطور پیش بینی می کنید؟

- آینده روشنی برای فراهم شدن حداقل تعدادی از بافت های ساده تر انسان وجود دارد اما در بافت های پیچیده تری مثل قلب و بافت های مشابه، زمان بیشتری را نیاز دارد تا بتواند جایگزینی برای پیوند اعضا باشد.

* آقای دکتر، فناوری چاپ سه بعدی چه سهمی را می تواند در زمینه های مختلف علمی ایفا کند؟

- تکنولوژی پرینت سه بعدی می تواند در آینده سهم عظیمی در زمینه های مختلفی از جمله بیومتریال ها، مهندسی بافت و سیستم های یکپارچه سیالی داشته باشد. این تکنولوژی می تواند چندین کاربرد اصلی دیگر نیز داشته باشد. از جمله کشف داروها و جایگزینی و پیوند اعضای بدن. اما نیاز به تمرکز و یکپارچه شدن این سیستم ها با یکدیگر است. از سوی دیگر، نقش و آینده سلول های بنیادی با ترکیبی از تکنولوژی پرینت سه بعدی را نمی توان انکار کرد. روش هایی که به سلول های بنیادی کمک می کنند تا بتوانند به سلول های مختلف در اندام های بدن تبدیل شوند و در محیط سه بعدی که برای آنها فراهم شده فعالیت کنند. البته این روش به طراحی و گسترش مدل های جدیدی که بتواند در درمان بیماری های صعب العلاج کنونی موثر باشد، ختم خواهد شد.

* آیا اینکه درمان با سلول های بنیادی می تواند سرطان زا باشد، صحت دارد؟

- به مدت یک دهه است که تمرکز زیادی بر روی سلول های بنیادی شده و به جنبه های درمانی آن بسیار پرداخته می شود اما در رابطه با اینکه چه ارتباطی بین سلول های بنیادی و سلول های سرطانی که خاصیت سلول های بنیادی را دارا هستند، وجود دارد باید بگویم که توجیهات مختلفی مطرح شده و گروه های مختلفی هم در حال بررسی این موضوع هستند. بخشی از این تحقیقات نشان می دهد، سلول هایی که باعث سرطان می شوند تشابه بسیار زیادی به سلول های بنیادی دارند اما نتایج برعکس آن نیز وجود دارد. اما گروه دیگری هم معتقدند که ریشه سرطان را باید در سلول های دیگری از جمله سلول های داخلی تومورها که خواص مشابهی با سلول های بنیادی دارند جستجو کرد نه مستقیما در سلول های بنیادی بدن. اما در نهایت اینکه آیا سلول های بنیادی می توانند باعث سرطان شوند یا خیر هنوز جواب ساده ای برای آن وجود ندارد.

* آیا از فعالیت محققان داخلی در رابطه با سلول های بنیادی اطلاعی دارید  با با مراکز داخلی ایران همکاری می کنید؟

چند سالی است که محققان ایرانی نیز فعالیت های خود را بر روی سیستم های بیومیکروالکترومکانیکی آغاز کرده اند و با توجه به اهمیت بالایی که این سیستم ها دارند، توجه ویژه ای نیز در ایران به این سیستم های جدید صورت گرفته است. ماهیت این نوع تکنولوژی چند رشته ای است و نیاز دارد تا به جنبه های مختلفی از جمله مهندسی پزشکی و بیولوژیکی نیز پرداخته شود. گرچه عزم جدی برای رشد و گسترش سیستم های بیومیکروالکترومکانیکی در ایران وجود دارد اما به نظر می رسد که نیاز به تشکیل مرکز خاص و جامعی در این رابطه احساس می شود که شامل هر سه زمینه علمی بیان شده از جمله: مهندسی، پزشکی و بیولوژی باشد. در سراسر دنیا، همکاری تنگاتنگی بین محققان این سه رشته وجود دارد، این همکاری باید بین محققان ایرانی نیز ایجاد شود تا بتوانند این تکنولوژی را پیش ببرند و طبیعتا هیچ یک از این زمینه های علمی به تنهایی قادر به پیشبرد این تکنولوژی نخواهد بود.

من نیز به نوبه خود همکاری هایی را با محققان ایرانی در زمینه بیولوژی و تکنولوژیکی آغاز کرده ام که این همکاری ها در دانشگاه های ایران و موسسات تحقیقاتی آغاز شده تا بتوانیم به توسعه این زمینه در ایران کمک کنیم.