صدای ضربان درون لوله آزمایش. عجیب اما واقعی. گروهی از پژوهشگران دانشگاه مونترال و آزمایشگاه وابسته de recherche Azrieli در CHU Sainte-Justine به رهبری هومن ساوجی به بافتی رسیدهاند که در محیط آزمایشگاه میتواند بهصورت خودکار بتپد؛ بافتی که نه تنها تقلیدی ساده از قلب است، بلکه حس میکند، پاسخ میدهد و اطلاعات دقیقی از عملکرد مکانیکی و الکتروشیمیاییاش میدهد.
جزئیات فنی و کاربردها
این «قلب روی تراشه» با ترکیب چاپ سهبعدی، جوهر زیستی و سلولهای بنیادی مشتقشده از بیماران ساخته شده است. نتیجه؟ مدلهایی شخصیسازیشده از بافت قلب انسان که رفتار آنها به مراتب نزدیکتر به واقعیت است. تیم تحقیقاتی، بهویژه علی موسوی بهعنوان دانشجوی دکتری، حسگرهای مکانیکی فوقنرم و فلورسنت را بهطور مستقیم درون بافت جاسازی کردند؛ حسگرهایی که با روشهای نوری غیرمخرب قابل خوانشاند و نیروهای انقباضی را از سطح سلولی تا کل بافت با وضوحی بیسابقه ثبت میکنند.
سیستم قادر است موجهای کلسیمی را نیز اندازهگیری و تصویرسازی کند؛ همان امواجی که هر ضربان قلب را آغاز میکنند. در عمل، پژوهشگران نشان دادند که مدل جدید به داروها پاسخ میدهد و برای غربالگری دارویی مناسب است. به عبارت دیگر، این پلتفرم میتواند هم ابزار تحقیقاتی و هم سکوی پیشبالینی برای آزمون داروها باشد.
چرا این مهم است؟ بسیاری از پلتفرمهای پیشین «قلب روی تراشه» در ثبت نیروهای موضعی و دینامیک سهبعدی با محدودیت روبهرو بودند. این تیم اما دادههای مکانیکی با وضوح بالا و لحظهای تولید میکند که پیچیدگی میوکارد — عضله مسئول انقباض قلب — را بهتر بازتاب میدهد. نتیجه نزدیکتر شدن مدل آزمایشگاهی به شرایط بالینی است.
ادغام حسگرهای زیستسازگار و روشهای اپتیکی، امکان سنجش دقیقتر و غیرمخرب عملکرد قلب را فراهم کرده است.
این کار در مجله Small منتشر شده و نسخه اولیه فناوری دو سال پیش معرفی شده بود؛ اما جهش اخیر در ادغام مستقیم حسگرها در بافت است. از منظر کاربردی، گروه دنبال مقایسه بافتهایی است که از سلولهای بیماران مبتلا به بیماریهای قلبی مشتق شدهاند با نمونههای تولیدشده از افراد سالم؛ هدف توسعه مدلهایی برای کاردیومیوپاتی متسع و انواع آریتمی است.
این پروژه علاوه بر جنبههای آزمایشگاهی، پرسشهای مهمی درباره درمانهای شخصیسازیشده و شتاببخشی به کشف داروها مطرح میکند. آیا میتوان روزی درمان هر بیمار را با مدل اختصاصی خودش ابتدا در آزمایشگاه آزمود؟ این چشمانداز دور نیست، اما همچنان نیاز به تاییدهای بالینی و استانداردسازی فرایندها دارد.
یک نکته روشن است: ترکیب چاپ زیستی و حسگرهای فوقنرم، دروازههای تازهای به روی مدلسازی بیماری قلبی گشوده است. حالا سؤال این است که جامعه علمی و صنعت چگونه از این ابزار نوآورانه برای تسریع پژوهش و درمانهای مؤثر استفاده خواهند کرد.
