خبرگزاری منا ، توکیو : محققان ژاپنی نوعی پوست زنده و مهندسیشده کاشتنی را توسعه دادهاند که به طور قابل مشاهدهای میدرخشد تا تغییرات فیزیولوژیکی درون بدن را نشان دهد و پیشرفت قابل توجهی در نظارت پزشکی زیستیکپارچه را رقم بزند. این کار نشان میدهد که بافت زنده میتواند به عنوان یک حسگر بیولوژیکی مداوم عمل کند و سیگنالهای مولکولی داخلی را بدون نیاز به قطعات الکترونیکی، باتری یا منابع تغذیه خارجی به نور مرئی تبدیل کند.
این تحقیق توسط دانشمندان ژاپنی که در مؤسسات فناوری دانشگاهی و پزشکی، از جمله تیمهای وابسته به دانشگاه توکیو و دانشگاه شهر توکیو، کار میکردند، رهبری شد. یافتههای آنها در مجله Nature Communications منتشر شد. این مطالعه، پیوند پوستی ایجاد شده از سلولهای بنیادی اپیدرمی مهندسی ژنتیکی شده را توصیف میکند که برای پاسخ به نشانگرهای بیولوژیکی خاص مرتبط با التهاب طراحی شدهاند.
در آزمایشهای آزمایشگاهی، پوست مهندسیشده روی موشها کاشته شد و با بافت طبیعی حیوانات ادغام شد. هنگامی که فرآیندهای التهابی در بدن ایجاد شد، پوست کاشتهشده یک سیگنال فلورسنت سبز مرئی منتشر کرد. این پاسخ بدون نمونهبرداری تهاجمی رخ داد و یک نشانه بصری مستقیم از فعالیت بیولوژیکی داخلی از طریق سطح پوست ارائه داد.
پوست زنده به عنوان حسگر بیولوژیکی
به گفته تیم تحقیقاتی، بافت کاشته شده به عنوان یک سیستم نمایش زنده عمل میکند. سلولهای اپیدرمی اصلاحشده طوری برنامهریزی شدهاند که هنگام تشخیص تغییرات در مولکولهای سیگنالدهنده التهابی، پروتئین فلورسنت تولید کنند. از آنجا که این پیوند از سلولهای پوستی خودنوزا تشکیل شده است، با گذشت زمان و بازسازی طبیعی بافت، قابلیت حسگری خود را حفظ کرده و رفتار طبیعی پوست را به دقت تقلید میکند.
طبق دادههای منتشر شده، پوست کاشته شده در مدلهای حیوانی بیش از ۲۰۰ روز پایدار و کاربردی باقی ماند. محققان هیچ نیازی به دستگاههای خارجی، اتصالات سیمی یا پر کردن مجدد شیمیایی گزارش نکردند. این سیستم کاملاً به فرآیندهای بیولوژیکی بدن میزبان متکی است و نشاندهندهی فاصله گرفتن از حسگرهای پوشیدنی یا کاشتنی مرسوم است که به الکترونیک و منابع تغذیه وابسته هستند.
محققان تأکید کردند که این کار، اثبات پیشبالینی مفهوم است و نه کاربرد بالینی. این آزمایشها منحصراً در محیطهای آزمایشگاهی کنترلشده با استفاده از مدلهای حیوانی انجام شد. این مطالعه بر نشان دادن امکانپذیری، دوام و ادغام بیولوژیکی به جای دقت تشخیصی یا کاربرد درمانی در انسان متمرکز بود.
پیامدهای نظارت بر سلامت درازمدت
این یافتهها، مسیر بالقوهای را برای نظارت بلندمدت بر سلامت برجسته میکند که از آزمایشهای خون مکرر یا کاشت دستگاههای الکترونیکی جلوگیری میکند. این رویکرد با تبدیل تغییرات مولکولی درون بدن به سیگنالهای قابل مشاهده روی پوست، روشی مداوم و غیرفعال برای مشاهده ارائه میدهد. محققان گزارش دادند که این سیستم میتواند در سطح سلولی برای پاسخ به سیگنالهای بیولوژیکی مختلف، بسته به نحوه مهندسی سلولها، تطبیق داده شود.
این مطالعه خاطرنشان میکند که چنین سیستمهای حسگر زندهای میتوانند در محیطهای تحقیقاتی که نیاز به نظارت مداوم بر وضعیتهای فیزیولوژیکی دارند، ارزشمند باشند. با این حال، نویسندگان همچنین تأکید کردند که قبل از هرگونه بررسی استفاده پزشکی فراتر از محیطهای آزمایشگاهی، آزمایشهای گستردهتری از جمله ارزیابیهای ایمنی، بررسی نظارتی و اعتبارسنجی در مدلهای اضافی ضروری است.
این پیشرفت بر اساس پیشرفتهای گستردهتر در پزشکی بازساختی و زیستشناسی مصنوعی بنا شده است، جایی که بافتهای زنده به طور فزایندهای برای انجام وظایف تعریفشده مهندسی میشوند. با ترکیب بازسازی پوست با حسگری مولکولی، تیم ژاپنی نشان داد که بافتهای بیولوژیکی میتوانند به عنوان رابطهای پایدار و طولانیمدت بین فیزیولوژی داخلی و مشاهده خارجی عمل کنند.
محققان نتیجه گرفتند که کار آنها پایه و اساسی برای اکتشافات آینده در مورد بافتهای زنده به عنوان پلتفرمهای نظارتی ایجاد میکند. در حالی که مطالعه حاضر بر سیگنالهای مرتبط با التهاب متمرکز بود، طرح اصلی نشان میدهد که چگونه پوست مهندسی شده میتواند به عنوان یک شاخص بصری از حالات بیولوژیکی داخلی عمل کند و ابزارهای موجود برای تحقیقات زیست پزشکی را بدون وارد کردن قطعات الکترونیکی به بدن گسترش دهد.
این پست که محققان ژاپنی پوست زنده درخشانی را برای نظارت بر سلامت توسعه دادهاند، اولین بار در Tunisian Star منتشر شد.