با توجه به پیشرفت های تحقیقات سلول های بنیادی و نانو تکنولوژی برای کمک به ما در مبارزه با بیماری ها، از بیماری های قلبی گرفته تا ویروس های مقاوم به آنتی بیوتیک، آیا ادغام بیولوژی و تکنولوژی ما را به سرعت به سمت آینده ای علمی تخیلی پیش می برد ؟

در فیلم موفق Blade Runner ساخته ی ریدلی اسکات، انسان مهندسی زیستی را به کار گرفته است تا نسلی از موجودات را که در ظاهر، رفتار و صدا شبیه انسان ها هستند ولی کاملا از مواد مصنوعی ساخته شده اند، تولید کنند. ممکن است ما هنوز تا رسیدن به آن آینده ی علمی تخیلی خیلی فاصله داشته باشیم، ولی امروزه مواد مصنوعی تاثیر عمیقی بر روی علم پزشکی دارند.

در مدرن ترین آزمایشگاه های هنگ کنگ، دانشمندان کانادایی از شرکت Novoheart با استفاده از سلول های بنیادی قلب هایی زیستی-مصنوعی میسازند که به آنها "قلب در شیشه" گفته می شود. فقط با استفاده از 2.5 میلی لیتر از خون شما، پروفسور رونالد لی و تیمش می توانند سلول های بنیادی ای را ایجاد کنند که می تواند تبدیل به یک نسخه ی شبیه سازی شده ی مینیاتوری از قلب شما شود و مانند قلب شما بتپد و همانند قلب شما به داروهای جدید عکس العمل نشان دهد. این پروسه 6 ماه طول می کشد.

به اعتقاد پروفسور لی، اعضای شبیه سازی شده از سلول های بنیادی بر پایه ی زیستی-مصنوعی که از خون خود بیمار تهیه شده اند می تواند در نهایت تبدیل به آینده ی پزشکی در زمینه اهدای عضو شود؛ "بافت ها و اعضای ساخته شده بر پایه ی سلول های بنیادی دیگر فقط یک موضوع علمی تخیلی نیستند." علاوه بر ساخت "قلب در شیشه"، شرکت های بیوتکنولوژی با استفاده از پرینترهای سه بعدی مخصوص، بافت های زنده را "پرینت|" می کنند. این بافت ها می توانند برای مثال در ساخت پوست برای پیوند، یا غضروف برای مفاصل استفاده شوند. روش های پرینت زیستی متفاوت هستند ولی اصول زیربنایی شامل استفاده از مواد ژنتیکی یا "جوهر زیستی" است، همان گونه که پرینترهای معمولی از جوهر عادی استفاده می کنند. این جوهر به همراه یک ماده ی "داربستی" استفاده می شوند.

یک شرکت ارائه دهنده پرینت زیستی، Aspect Biosystems، اخیرا با شرکت Johnson & Johnson وارد شراکت شد تا بافت پرینت شده ی سه بعدی منیسک زانو تولید کند. مدیر اجرایی Aspect Biosystems می گوید: "در طول 10 تا 15 سال آینده، ما شاهد اولین بافت پرینت شده ی سه بعدی که حاوی سلول باشد خواهیم بود که برای پیوندهای درمانی قابل تایید خواهند بود."

علاوه بر مفاصل و اعضای بدن، ضمیمه های مصنوعی اضافه شده به بدن ما می تواند روزی شامل "ربات های نانو" باشد- ماشین های زیستی کوچک قابل برنامه ریزی که در جریان خون ما حرکت می کنند و به دنبال سلول های سرطانی و باکتری می گردند تا آنها را نابود کنند، همانگونه که گلبول های سفید ما این کار را انجام میدهند.

دانشمندان در دانشگاه ایالتی آریزونا (ASU)، با همکاری محققان مرکز ملی علوم نانو و تکنولوژی در آکادمی علمی چین، اخیرا توانستند ربات های نانو را برای کوچک کردن تومور ها از طریق قطع جریان خون آنها، برنامه ریزی کنند. برخلاف ربات های ماشینی که از قطعات مکانیکی ساخته شده اند، این ربات های نانو به گونه ای طراحی شده اند که از "اریگامی DNA" استفاده کنند؛ روشی که در آن DNA به اشکال مختلف در می آید. هر یک از آنها از یک ورق اریگامی DNA مسطح مستطیلی به اندازه ی 90 نانومتر در 60 نانومتر ساخته شده اند- یک نانومتر یک میلیاردم متر است- و همچنین یک آنزیم انعقاد خون، به نام ترومبین، که به سطح آنها متصل شده است.

در اولین نمونه از این آزمایشات بر روی پستانداران، تیم تحقیقات سلولهای سرطانی را به یک موش تزریق کردند تا یک تومور به وجود بیاید و سپس نانو ربات ها را تزریق کردند. آنها ساعت ها کار کردند تا جریان خون تومور را قطع کنند و پس از یک دوره ی درمان دو هفته ای، اندازه ی تومور را کوچک کردند. هاو یان، مدیر مرکز طراحی سلولی در موسسه ی طراحی زیستی ASU، بیان کرد که مرحله ی بعدی اجرای یک آزمایش انسانی می باشد، که در طول 3 تا 5 سال آینده انجام خواهد شد.

او می گوید "این نتیجه فقط مراحل آغازین نانوپزشکی را نشان می دهد و ما بسیار هیجان زده هستیم زیرا این تکنولوژی روشی است که می تواند برای بسیاری از انواع سرطان ها استفاده شود، زیرا تمامی رگ های خونی مستحکم تغذیه کننده ی تومور ها شبیه یکدیگر هستند."

مواد مصنوعی همچنین در مبارزه علیه مقاومت ضد میکروبی استفاده می شوند- زمانی که آنتی بیوتیک ها در مقابل زنجیره های جدید "ویروس های مقاوم به آنتی بیوتیک" ناکارآمد می شوند. بر اساس گزارش مروری بر مقاومت ضد میکروبی در انگلستان، این ویروس های مقاوم به آنتی بیوتیک به طور سالانه حدود 700000 نفر را در دنیا می کشند. این گزارش بیان می کند که اگر آنتی بیوتیک های موجود با همین روند تاثیر گذاری خود را از دست بدهند تا سال 2050 سالانه 10 میلیون نفر جان خود را از دست خواهند داد.

دانشمندان در مرکز تحقیقاتی IBM آلمادن در کالیفرنیا، با همکاری موسسه ی سنگاپوری مهندسی زیستی و نانوتکنولوژی از آژانس علوم، یک پلیمر ملکولی مصنوعی تولید کرده اند که برای از بین بردن 5 نوع کشنده از باکتری های مقاوم به دارو طراحی شده اند.

طرز کار این پلیمر به این صورت است که خود را به مواد عفونی متصل می کند و راه خود را به غشای خارجی باز می کند، سپس مایع درون باکتری را به جامد تبدیل می کند. نکته ی مهم این است که این اتفاق به قدری سریع پیش می آید که باکتری فرصتی برای تکثیر و مقاومت کردن پیدا نمی کند. تیم تحقیقاتی این پلیمرها را بر روی موش های آلوده به 5 نوع از باکتری های سخت-درمان مقاوم به دارو آزمایش کردند. نتایج نشان دادند که باکتری ها از بین رفته بودند. دکتر جیمز هدریک، یکی از رهبران این تیم تحقیقاتی، بیان کرد که این تیم همچنین در تلاش برای استفاده از این تکنولوژی برای درمان سرطان است که ،خوشبختانه، عوارض جانبی کمتری خواهد داشت.

لینک مطلب: BBC

پایان خبر / ادمین