به گزارش خبرنگار علم و فناوری ایسکانیوز؛ گروهی از دانشمندان با بودجه اتحادیه اروپا فناوری پیشرفته مغز را روی یک تراشه توسعه داده‌اند و امیدوارند که با این کار به موثرتر کردن درمان‌های بالقوه بیماری‌های عصبی دست پیدا کنند.

دکتر راکل رودریگز، مهندس شیمی و بیولوژیک آزمایشگاه بین‌المللی نانوتکنولوژی ایبری (INL) در پرتغال، می‌گوید: مغز یک اندام بسیار پیچیده و گیج کننده است. ما به نظارت الکترونیکی سلول‌ها و قطعات آزمایشی نیاز داریم تا بتوانیم نحوه عملکرد آن را یاد بگیریم.

رودریگز به همراه همکارانش در INL در بخشی از یک تلاش تحقیقاتی ۲ ساله به نام BrainChip۴MED این ریزتراشه منحصر به‌فرد را طراحی کرده‌ است. در طول این تحقیق همچنین در بیمارستان زنان و بریگهام، بخشی از دانشکده پزشکی هاروارد و پیشگامان در توسعه اندام‌ها روی تراشه (OoC) و حسگرهای زیستی کار کردند.

مغز روی یک تراشه با استفاده از ترکیبی از شیمی، مهندسی و زیست‌شناسی برای ایجاد یک سیستم میکروبیوسنسور پیچیده برای غربالگری بی‌درنگ نانودرمان‌های جدید، نحوه عملکرد مغز انسان را شبیه‌سازی می‌کند.

این تراشه با استفاده از فناوری به نام «میکروفلوئیدیک» از چند میکروکانال با اندازه‌های ده‌ها تا صدها میکرومتر تشکیل شده است که سیالات می‌توانند از درون آنها عبور کنند.

سد محافظ مغزی

هدف اصلی محققان این بود که داروهایی را تولید کنند که بتوانند از سد خونی مغزی عبور کنند. سد خونی مغز یک لایه سلولی محکم است که از مغز در برابر سموم، میکروب‌ها و سایر مواد مضری که می‌تواند در خون وجود داشته باشد، محافظت می‌کند. فقط کوچک‌ترین مولکول‌ها می‌توانند از سد خونی مغزی عبور کنند. اگرچه این نقش محافظتی بسیار مهمی ایفا می‌کند، اما مانع از تلاش برای تولید داروهایی برای درمان اختلالات عصبی نیز شده است. هر دارویی برای معالجه مغز باید از این غشاء عبور کند تا به هدف خود برسد. اما به جز آزمایش روی انسان، راه‌های خوبی برای تعیین میزان نفوذ دارو به مغز وجود ندارد.

رودریگز می‌گوید: امروزه تنها چهار داروی آلزایمر به‌صورت تجاری در دسترس است و هیچ‌کدام از آنها واقعاً آلزایمر را درمان نمی‌کنند، بلکه فقط علائم بیماری را از بین می‌برند. از آنجا که شرکت‌های داروسازی باید مقدار زیادی بودجه در داروهایی سرمایه‌گذاری کنند که مطمئن نیستند از سد خونی مغزی عبور کنند، معمولا سراغ این داروها نمی‌روند.

یک شرکت داروسازی ممکن است میلیون‌ها دلار برای توسعه یک دارو هزینه کند، اما متوجه شود که نمی‌تواند از سد خونی مغزی عبور کند.

بودجه اتحادیه اروپا برای تراشه جدید شبیه سازی مغز که در INL توسعه یافته است، این مشکل را حل می‌کند.

تقلید از زندگی روی یک تراشه

تیم تحقیقاتی آزمایشگاه بین‌المللی نانوتکنولوژی ایبری با استفاده از مواد بیو ارگانیک، غشای سد خونی-مغزی روی تراشه را بازسازی کردند.

رودریگز می‌گوید: این چیزی است که کار ما را متمایز می‌کند. ما از یک غشای زیستی استفاده می‌کنیم که شباهت بیشتری به سد خونی در مغز ما دارد. سایر دستگاه‌ها از موانع فیزیکی ساخته شده از اجزای پلیمری استفاده می‌کنند. ولی ما فکر می‌کنیم بیولوژیکی مهم‌تر و دقیق‌تر است.

محققان با استفاده از این تراشه جدید و بهبود یافته قادر خواهند بود داروهای در حال توسعه را به تراشه تزریق کنند تا اثرات آن را بررسی کنند و ببینند که چقدر می‌تواند به مغز نفوذ کند.

رودریگز می‌گوید: امروزه، این نوع آزمایش‌ها بیشتر روی حیوانات انجام می‌شود، اما با طیفی از جنبه‌های منفی اخلاقی و عملی همراه است. مغز یک حیوان با مغز یک انسان متفاوت است. به همین دلیل است که بسیاری از داروهای در حال توسعه شکست می‌خورند. نتایج آزمایش روی حیوانات لزوماً برای انسان کارساز نیست.

اختلالات مغزی یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های سلامتی است که امروزه با آن مواجه هستیم. تخمین زده می‌شود که حدود ۱۶۵ میلیون اروپایی با یک اختلال مغزی زندگی می‌کنند. از هر سه نفر یک نفر در مقطعی از زندگی خود از یک اختلال عصبی و یا روانی رنج می‌برد.

هزینه جهانی برای بودجه‌های مراقبت‌های بهداشتی اروپا ۸۲۰ میلیارد دلار در سال تخمین زده می‌شود و انتظار می‌رود با افزایش جمعیت این میزان افزایش یابد. این مشکلات شامل بیماری‌های عصبی شناخته شده مانند آلزایمر و بیماری پارکینسون می‌شود. همچنین سایر اختلالات مانند صرع، افسردگی، سکته مغزی، میگرن، اختلالات خواب، آسیب مغزی، سندرم‌های درد و اعتیاد را نیز پوشش می‌دهد.

انتهای پیام/