مینیمغزهای انسانی در فضا: رشد سریعتر در ریزگرانش

در سال ۲۰۱۹، گروهی از دانشمندان تصمیم گرفتند بافتهای کوچک مغزی انسان به نام ارگانوئید (Organoid) را به فضا بفرستند. این بافتها که در آزمایشگاه از سلولهای انسانی ساخته شده بودند، برای یک ماه به ایستگاه فضایی بینالمللی (ISS) ارسال شدند تا تأثیر ریزگرانش (Microgravity) روی سلولهای مغزی بررسی شود. وقتی این ارگانوئیدها به زمین بازگشتند، نتایج بهدستآمده نه تنها محققان را شگفتزده کرد، بلکه راه جدیدی برای مطالعه مغز و بیماریهای عصبی گشود.
رشد سریعتر سلولها در فضا
یکی از بزرگترین شگفتیها این بود که ارگانوئیدهای ارسالشده به فضا نسبت به نمونههای مشابه روی زمین سریعتر بالغ شدند. در فضا، ژنهایی که مسئول بلوغ سلولی هستند، بیشتر فعال شدند، اما ژنهای مرتبط با تکثیر سلولی کاهش یافتند. این یعنی در فضا، سلولها به جای تقسیم سریع، تمرکز بیشتری روی بالغ شدن داشتند.
تأثیر ریزگرانش بر سلولها
یکی دیگر از یافتههای جالب این بود که سلولهای مغزی در فضا کمتر دچار استرس و التهاب شدند. دانشمندان معتقدند که شرایط ریزگرانش، محیطی شبیهتر به داخل جمجمه انسان ایجاد میکند، جایی که سلولهای مغزی به آرامی و با تعادل فعالیت میکنند. این محیط، بر خلاف شرایط آزمایشگاهی روی زمین است که در آن سلولها دائماً با مواد مغذی و اکسیژن غوطهور هستند.
ارگانوئیدها چگونه ساخته شدند؟
برای این آزمایش، محققان از سلولهای بنیادی پرتوان القاشده (Induced Pluripotent Stem Cells) استفاده کردند. این سلولها از سلولهای عادی بدن، مانند پوست یا خون، گرفته میشوند و سپس به حالت اولیهای بازمیگردند که هنوز تخصصی نشدهاند. در مرحله بعد، این سلولها تحت شرایط خاصی به نورونهای مغزی تبدیل شدند، از جمله نورونهای قشری (Cortical Neurons) و نورونهای دوپامینرژیک (Dopaminergic Neurons) که در بیماریهایی مثل اماس و پارکینسون آسیب میبینند.
استفاده از ارگانوئیدها برای مطالعه بیماریهای عصبی
ارگانوئیدها ابزار فوقالعادهای برای مطالعه بیماریهای مغزی هستند. در این آزمایش، دانشمندان ارگانوئیدهایی از سلولهای افراد سالم و بیماران مبتلا به اماس و پارکینسون ساختند. مقایسه این سلولها در شرایط فضا و زمین به محققان امکان داد تا بفهمند چگونه بیماریها میتوانند روی بلوغ و عملکرد سلولهای مغزی تأثیر بگذارند.
کاربردهای ارگانوئیدها در فضا
نتایج نشان داد که ریزگرانش میتواند محیطی طبیعیتر برای رشد ارگانوئیدها ایجاد کند. این یافته مهم است، چون میتواند راهی برای مطالعه دقیقتر مغز انسان باشد. دانشمندان امیدوارند از این محیط برای آزمایش تأثیر داروها، مطالعه استرسهای مغزی و حتی بررسی تغییرات ارتباطات عصبی استفاده کنند.
گام بعدی: مطالعه بیماریهای پیچیدهتر
یکی از اهداف بعدی این تحقیق، مطالعه روی بخشهایی از مغز است که در بیماریهایی مثل آلزایمر آسیب میبینند. همچنین دانشمندان میخواهند بدانند که آیا ارتباط بین نورونها در فضا به شکل متفاوتی شکل میگیرد یا خیر. چون این اولین باری است که چنین آزمایشی در فضا انجام میشود، پیشبینی نتایج دشوار است.
ارگانوئیدها چیستند و چگونه ساخته میشوند؟
ارگانوئیدها ساختارهای سهبعدی کوچکی هستند که در آزمایشگاه از سلولهای بنیادی ساخته میشوند. این سلولها ابتدا به حالتی بازگردانده میشوند که هنوز تخصصی نشدهاند و سپس با استفاده از مواد شیمیایی و محیطهای خاص، به سلولهای بافت خاصی مانند مغز، ریه یا کبد تبدیل میشوند. این ساختارها شبیهسازی کوچکی از اندام واقعی هستند، اما پیچیدگی کامل آن را ندارند.
کاربردهای ارگانوئیدها
ارگانوئیدها ابزار مهمی در پژوهشهای پزشکی هستند. آنها به دانشمندان امکان میدهند تا بدون نیاز به آزمایش روی حیوانات یا انسانها، بیماریها را مطالعه کنند. از جمله کاربردهای ارگانوئیدها میتوان به مطالعه بیماریهای عصبی، سرطان، اختلالات ژنتیکی و حتی آزمایش داروهای جدید اشاره کرد. همچنین آنها در شبیهسازی اندام برای جراحیها و تحقیقات ترمیمی نقش دارند.
چالشهای اخلاقی ساخت ارگانوئیدها
با وجود کاربردهای گسترده، ساخت ارگانوئیدها مسائل اخلاقی را نیز به همراه دارد. از آنجا که ارگانوئیدها شبیهسازیهایی از اندامهای انسانی هستند، سؤالهایی درباره محدودیتهای این فناوری مطرح میشود. برای مثال، آیا تولید ارگانوئیدهای مغزی که بتوانند تا حدی به رفتار انسانی نزدیک شوند، اخلاقی است؟ این موضوع هنوز مورد بحث است و نیاز به نظارت دقیق علمی و قانونی دارد.
چشمانداز آینده
ارگانوئیدها، چه روی زمین و چه در فضا، ابزارهایی انقلابی برای علم پزشکی هستند. این تحقیق نشان داد که فضا میتواند محیطی بینظیر برای مطالعه مغز و بیماریهای مرتبط با آن باشد. با ادامه این پژوهشها، احتمالاً شاهد پیشرفتهای بزرگی در درمان بیماریهای پیچیدهای مثل آلزایمر و پارکینسون خواهیم بود.
این نوشتهها را هم بخوانید