محققان هندی توانستند با تقلید از سیستم بینایی انسان یک مدل جدید ارائه دهند
محققان انیستیتو فناوری شیمیایی هند موفق شدند با توسعه یک ابزار فناوری روی تراشه که از ساختار و عملکرد شبکیه چشم انسان تقلید می کند را طراحی کنند.
با همکاری دو موسسه تحقیقاتی، در آزمایشگاه تراشه‌ای ساخته شده که قابلیت شبیه‌سازی شبکیه‌ی چشم انسان را دارد.
یکی از دلایل اصلی اختلال بینایی و نابینایی در سراسر جهان بیماری‌های شبکیه است.شبکیه یک لایه حساس به نور است و در پشت چشم ما قرار دارد .نقش مهمی در نحوه دیدن ما دارد. شبکیه را ضبط می‌کند و آن را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل کرده که مغز ما به‌عنوان یک تصویر آن را تفسیر می‌کند.
شبکیه چشم انسان با ویژگی‌های پیچیده و دارای لایه‌های زیادی است که هر یک عملکرد خاص را ارائه می‌دهند، به‌عنوان مثال سلول‌های گیرنده در شبکیه برای بینایی شب و رنگ بسیار مهم هستند، در حالی که سلول‌های اپیتلیال مواد مغذی و فاکتورهای رشد، برای بینایی ضروری هستند.
انستیتوی فناوری هند با همکاری محققان انستیتوی فناوری شیمیایی (ICT) ابزاری به‌نام شبکیه روی تراشه را توسعه داده‌اند، این مدل برای تقلید از ساختار و عملکرد شبکیه طراحی شده است.
با این روش ابزاری قوی برای مطالعه بیماری‌های شبکیه فراهم می‌شود. اجزای سلولی شبکیه به طور خاص بخش نوری گیرنده‌ها و سلول‌های اپیتلیال را روی تراشه این مدل شبیه‌سازی می‌کند. آنها برای رشد سلول‌ها در شرایط کنترل شده از فناوری میکروسیالی استفاده کردند.
دستگاه میکروسیالی، وسیله‌ای مینیاتوری است که در کانال‌هایی با عرض یک صدم ضخامت موهای انسان، برای مهار و دستکاری حجم‌های کوچک مایعات در مقیاس میکرولیتر طراحی شده است. در مطالعه حاضر این دستگاه طراحی شده است به اتاق‌ها یا محفظه‌هایی تقسیم می‌شود و امکان تفکیک و دستکاری مواد مختلف در دستگاه را فراهم می‌کند. برای مطالعه پدیده‌های مختلف زیستی و شیمیایی یک دستگاه میکرسیالی محیطی کنترل شده فراهم می‌کند.
امکان رشد سلول‌های مختلف شبکیه را در کنار هم و شبیه‌سازی فعالیت‌ها، مکانیک و پاسخ‌های فیزیولوژیکی شبکیه انسانی را این دستگاه تازه توسعه یافته فراهم می‌کند.
برای آزمایش روش‌های درمانی برای بیماری‌های شبکیه در تحقیقات قبلی شامل آزمایش روی حیوانات است. علاوه بر داشتن محدودیت‌های اخلاقی در استفاده از حیوانات به عنوان مدل، نتایج نادرست نیز به‌عنوان مانع کار محققان بوده است، زیرا شبکیه حیوانات از شبکیه انسان کوچک تر است. این مدل تازه توسعه یافته شبکیه بر روی تراشه یک جایگزین مؤثر برای مدل‌های موجود برای مطالعه بیماری‌های شبکیه فراهم می‌کند و به دانشمندان این امکان را می‌دهد تا پاسخ شبکیه به داروهای مختلف را کارآمدتر آزمایش کنند.
این تراشه میکروسیالی را با استفاده از دو لایه پلی دی متیل سیلوکسان به هم پیوسته ساخته شده است. محققان اثربخشی این دستگاه را در کشت انواع مختلف سلول‌های شبکیه را ارزیابی کردند و آن را به دلیل پارامترهای سیال خود، مانند افت فشار و سرعت جریان، از نظر محاسباتی تأیید کردند.
این محققان سلول‌های شبکیه‌ای به‌نام سلول‌های پیشرو را شناسایی کردند که به انواع مختلف سلول می‌توانند تبدیل شوند. چند محفظه در دستگاه به فاکتورهای رشد آزاد شده توسط سلول‌های اپیتلیال اجازه می‌دهد تا به سلول‌های پیشرو برسند تا آنها به سلول‌های نوری گیرنده تبدیل شوند.
این دستگاه میکروسیالی جدید می‌تواندبه طور بالقوه تحولات دارویی که اختلالات شبکیه را هدف قرار می‌دهد را بهبود بخشد که به دلیل پیری و سایر بیماری‌ها ممکن است، رخ دهد.
برای شبیه‌سازی بیماری‌های مختلف شبکیه این مدل همچنین می‌تواند استفاده شود. علاوه بر این، این دستگاه در آزمایشات بالینی برای ارزیابی داروهای جدید شبکیه کاربرد بالقوه دارد.
بنابر اعلام ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، فناوری میکروسیالی ثابت شده است که با کمک اندام‌های مصنوعی که عملکردهای یک اندام واقعی را شبیه‌سازی می‌کند، نتایج امیدوارکننده‌ای در تحولات دارویی به همراه داشته باشد به پیش بینی محققان این فناوری برای تسریع در توسعه روش‌های درمانی شبکیه بدون محدودیت‌های احتمالی در مورد استفاده از مدل‌های حیوانی، توجه گسترده ای را به خود جلب کند.
منبع: خبرگزاری علم و فناوری.