پرینت مدل سه بعدی مغز؛ انقلابی در مطالعات ایمنی‌درمانی گلیوبلاستوما
ایمنی‌درمانی (Immunotherapy) یکی از بزرگ‌ترین دستاوردهای پزشکی در قرن حاضر است که در سال ۲۰۱۸ جایزه نوبل را از آن خود کرد. با این حال، مسیر درمان سرطان، به ویژه تومورهای مغزی مانند گلیوبلاستوما، همچنان پر پیچ و خم است. یکی از موانع اصلی، رفتارهای متناقض سیستم ایمنی بدن است. گاهی سلول‌های ایمنی، به جای نابود کردن تومور، فریب می‌خورند و به رشد آن کمک می‌کنند. این پدیده به‌ویژه در مورد ماکروفاژها مشاهده می‌شود؛ سلول‌هایی که به درون تومور نفوذ کرده و به جای دفاع، به گسترش آن یاری می‌رسانند. برای درک این تعاملات پیچیده، تحقیقات سنتی دیگر پاسخگو نیستند و نیاز به ابزارهای دقیق‌تری حس می‌شود.
ظهور پرینت مدل سه بعدی مغز
محققان دانشگاه توئنت (Twente) با بهره‌گیری از پیشرفت‌های چشمگیر در فناوری چاپ زیستی، گام بزرگی در این حوزه برداشته‌اند. آن‌ها موفق به تولید یک پرینت مدل سه بعدی مغز در ابعاد مینیاتوری شده‌اند که محیط اطراف تومور گلیوبلاستوما را به دقت بازسازی می‌کند. این مدل سه بعدی، به پژوهشگران اجازه می‌دهد تا برهمکنش میان سلول‌های سرطانی و ماکروفاژها را در محیطی بسیار نزدیک به واقعیت بررسی کنند.
چرا مدل‌های دو بعدی ناکارآمد هستند؟
در مدل‌های کشت سلولی دو بعدی، سلول‌ها فضای کافی برای تعاملات سه‌بعدی ندارند و سیگنال‌های محیطی تومور به‌درستی شبیه‌سازی نمی‌شوند. مطالعات حیوانی نیز با وجود پیچیدگی، همواره پاسخگوی شرایط خاص بیولوژیکی انسان نیستند. مارسل هاینریش، محقق اصلی این پژوهش، تأکید می‌کند که در این مدل‌های جدید، برخی نشانگرهای خاص تومور تا ۱۰۰۰ برابر بیشتر از مطالعات دو بعدی مشاهده شده‌اند که نشان‌دهنده دقت بالای این روش و نزدیکی آن به مقادیر واقعی در بدن انسان است.
فناوری پشت پرده: جوهر زیستی و چاپگرهای پیشرفته
در این پژوهش، محققان از جوهر زیستی مبتنی بر GelMA استفاده کردند. فرایند ساخت شامل چاپ لایه‌به‌لایه بود که در آن چاپگر زیستی، سلول‌ها را در ماتریس‌های هیدروژلی با دقت بالایی جای‌گذاری کرد. استفاده از یک ماژول پرینتر زیستی با قابلیت کنترل دقیق پارامترهای چاپ، این امکان را فراهم کرد که ساختار مینیاتوری تومور و محیط اطراف آن به‌خوبی ایجاد شود. این مدل در حال حاضر شامل بافت تومور و سلول‌های ایمنی است، اما ساختار ماژولار آن اجازه می‌دهد که در آینده، انواع سلول‌های عصبی و عروق خونی نیز به صورت گام‌به‌گام به آن اضافه شوند تا به بافت واقعی مغز نزدیک‌تر شویم.
خدمات چاپ زیستی؛ کلید آینده پزشکی بازساختی
امروزه خدمات چاپ زیستی به محققان کمک می‌کند تا محدودیت‌های آزمایشگاهی را پشت سر بگذارند. وقتی از یک کیت مهندسی بافت استاندارد و حرفه‌ای استفاده می‌کنیم، می‌توانیم پاسخ‌های سلولی را تحت شرایط کنترل‌شده و قابل تکرار مشاهده کنیم. این فرایند، سرعت توسعه داروهای جدید و روش‌های درمانی مبتنی بر ایمنی‌درمانی را به‌شدت افزایش می‌دهد.
تلاش‌های بومی در مسیر پیشرفت
شرکت «امیدآفرینان مهندسی آینده» با درک اهمیت این تکنولوژی، در حال بومی‌سازی زیرساخت‌های لازم برای تولید چاپگر زیستی و توسعه پرینت زیستی در کشور است. ما معتقدیم که دسترسی محققان ایرانی به این فناوری، می‌تواند در آینده‌ای نزدیک منجر به ساخت مدل‌های توموری شخصی‌سازی‌شده برای هر بیمار شود. این یعنی ما می‌توانیم پیش از تجویز دارو، واکنش تومور بیمار را در یک محیط چاپ‌شده سه‌بعدی بررسی کنیم.
کلام آخر
نتایج این تحقیق که در مجله معتبر «Advanced Materials» منتشر شده، نشان می‌دهد که آینده درمان سرطان نه در ظروف آزمایشگاهی دو بعدی، بلکه در بازسازی دقیق محیط‌های توموری در آزمایشگاه نهفته است. پرینت مدل سه بعدی مغز نه تنها یک ابزار تحقیقاتی، بلکه دریچه‌ای به سوی درمان‌های دقیق‌تر و شخصی‌سازی‌شده است. با ادغام این فناوری‌ها، ما به روزی نزدیک می‌شویم که می‌توانیم رازهای پیچیده تومورهای مغزی را رمزگشایی کرده و نبردی موفق‌تر علیه سرطان داشته باشیم.