مهندسین با ساخت و مطالعه اندام‌واره پانکراس امید تازه‌ای در انجام آزمایش‌ها و درمان‌های جدید سرطان پانکراس یا همان لوزالمعده به وجود آورده‌اند که یکی از کشنده‌ترین انواع سرطان‌ها به شمار می‌آید. محققان در موسسه فنّاوری ماساچوست موفق به توسعه شیوه‌ای در پرورش مدل‌های کوچک پانکراس شدند که از طریق کشت سلول‌های سالم یا حتی سرطانی پانکراس صورت می‌گیرد. این مدل‌ها به محققان کمک می‌کند تا به آزمایش و تولید دارو‌هایی بپردازند که می‌تواند به درمان سرطان پانکراس کمک کند.
به گزارش فرارو، آنها توانسته‌اند با استفاده از یک ژل ویژه که از شرایط محیط خارج سلولی اطراف لوزالمعده پیروی می‌کند، ارگانوئید یا اندام‌واره‌های لوزالمعده را پرورش بدهند که به آنها این امکان را می‌دهد تا تعاملات مهم بین تومور‌های پانکراس و محیط خود را مطالعه کنند. برخلاف برخی از ژل‌هایی که تاکنون برای رشد بافت استفاده می‌شده است، ژل‌های جدید مرکز MIT کاملاً مصنوعی است، به‌راحتی مونتاژ می‌شود و می‌تواند هر دفعه با ترکیبی ثابت تولید شود.
لیندا گریفیث، استاد دپارتمان مهندسی بیولوژی و مهندسی مکانیک می‌گوید: «مسئله اساسی دارا بودن قابلیت تولید مکرر است. درواقع جامعه تحقیقاتی به دنبال راه‌هایی برای کشت منظم این نوع ارگانوئید‌ها و به‌ویژه کنترل آنها درمحیط‌های کوچک بوده است.»
محققان همچنین نشان داده‌اند که ژل جدید آنها می‌تواند برای رشد انواع دیگر بافت‌ها ازجمله بافت روده و لایه درونی رحم مورد استفاده قرار بگیرد. پیش‌تر دانشمندان در آزمایشگاه‌ها از ژل متشکل از بافت بدن که در بازار موجود است، برای رشد ارگانوئید‌ها در یک ظرف آزمایشگاهی استفاده می‌کردند. با این حال پرکاربردترین ژل تجاری که ترکیبی پیچیده از پروتئین‌ها، پروتئوگلیکان‌ها و عوامل مؤثر در رشد است، از توموری که در موش پرورش‌یافته است، به دست می‌آید. کیفیت ژل‌ها متغیر است و بعضی از آنها حاوی ترکیبات نامطلوبی هستند.
از دیگر معایب آنها این است که همیشه اجازه رشد چندین نوع سلول را نمی‌دهند؛ بنابراین حدود ۱۰ سال پیش آزمایشگاهی شروع به کار روی طراحی نوعی ژل مصنوعی کرد که علاوه بر کارکرد درست در کنار سایر سلول‌ها می‌تواند برای رشد سلول‌های مخاطی که با تشکیل صفحاتی بیشتر اندام‌ها را پوشش می‌دهد و با آنها سازگاری دارد. ژل تولید شده آنها براساس پلی‌اتیلن گلیکول (PEG) است، پلیمری که معمولا برای کاربرد‌های پزشکی استفاده می‌شود؛ زیرا با سلول‌های زنده تعامل ندارد. محققان توانسته‌اند با مطالعه خواص بیوشیمیایی و بیوفیزیکی ماتریکس خارج سلولی که اندام‌ها را در بدن احاطه کرده است، عواملی را شناسایی کنند که می‌توانند در ژل PEG برای کمک به رشد سلول‌ها در آن استفاده کنند.
آنچه محققان در مطالعات‌شان به آن اشاره می‌کنند، مولکول‌هایی به نام لیگاند پپتیدی است که به عنوان یک عامل اصلی با پروتئین‌های سطح سلول به نام اینتگرین در تعامل هستند. اتصال چسبنده بین لیگاند‌ها و اینتگرین‌ها به سلول‌ها اجازه می‌دهد تا به ژل بچسبند و اندام‌واره یا ارگانوئید‌ها را تشکیل بدهند. براساس این مطالعات محققان دریافته‌اند که ترکیب پپتید‌های مصنوعی کوچک مشتق شده از فیبرونکتین و کلاژن در ژل‌های آنها اجازه می‌دهد تا انواع بافت‌های مخاطی ازجمله بافت روده را پرورش بدهند. آنها همچنین نشان داده‌اند که سلول‌های حمایتی به نام سلول‌های استرومایی به همراه سلول‌های ایمنی نیز می‌توانند در این محیط رشد کنند.
محققان به دنبال این یافته‌ها در مطالعه‌ای جداگانه در پی آن بودند تا دریابند آیا می‌توان از این ژل برای رشد طبیعی ارگانوئید‌های لوزالمعده و تومور‌های پانکراس نیز استفاده کرد؟ قبلاً رشد بافت لوزالمعده به‌گونه‌ای که سلول‌های سرطانی و محیط پشتیبان راعیناً بازسازی کند، دشوار بود؛ زیرا هنگامی که سلول‌های تومور لوزالمعده از بدن خارج می‌شوند، ویژگی‌های سرطانی متمایز خود را از دست می‌دهند.
آنها با تهیه یک پروتکل برای تولید ژل جدید و آزمایش آن در مرکز مطالعات سرطان پانکراس توانستند با استفاده از سلول‌های سالم یا سرطانی پانکراس که از موش‌ها گرفته شده بود، ژل را تولید کنند و از آن برای رشد ارگانوئید‌های لوزالمعده استفاده کنند. آنها با استفاده از این ژل موفق شدند ارگانوئید‌های لوزالمعده را با بافت‌هایی که در موش‌های زنده مطالعه کرده‌اند، مقایسه کنند و دریابند که ارگانوئید‌های تومور رفتار بسیاری از اینتگرین‌های مشابهی را که در تومور‌های لوزالمعده مشاهده می‌شود، بیان می‌کنند. علاوه‌بر این انواع دیگری از سلول‌ها که به‌طور معمول تومور‌ها را احاطه کرده‌اند، ازجمله ماکروفاژ‌ها (نوعی سلول‌های ایمنی) و فیبروبلاست‌ها (نوعی از سلول‌های حمایتی) نیز قادر به رشد در محیط میکرو یا کوچک هستند.
این محققان همچنین نشان دادند که می‌توانند از این ژل برای رشد ارگانوئید‌هایی که از سلول‌های سرطانی لوزالمعده در بیماران مبتلا به دست آمده است، استفاده کنند. آنها معتقدند که این ژل می‌تواند برای مطالعه سرطان‌های ریه، روده، معده و سایر سرطان‌ها مفید باشد. به‌علاوه از چنین نظام‌هایی می‌توان برای تجزیه و تحلیل چگونگی تأثیر دارو‌های بالقوه سرطان بر تومور‌ها و محیط کوچک مورد مطالعه آنها استفاده کرد.
دانشمندان همچنین قصد دارند از این ژل برای رشد و مطالعه بافت بیماران مبتلا به آندومتریوز استفاده کنند. بیماری که باعث می‌شود بافت درون رحمی در خارج از رحم رشد کند. این مسئله می‌تواند منجر به درد و گاه ناباروری شود. یکی از مزایای ژل جدید این است که کاملاً مصنوعی است و می‌توان آن را به‌راحتی در آزمایشگاه با مخلوط کردن پیش ساز‌های خاص ازجمله PEG و برخی از پلی پپتید‌ها تهیه کرد. محققان حقوق قانونی این فناوری را ثبت کرده‌اند و در حال صدور و اعطای مجوز آن به شرکتی هستند که می‌تواند ژل را به صورت تجاری تولید کند.
