موضوع مقاله: ریه روی تراشه | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # ریه روی تراشه | مقدمه: ریه روی تراشه ، ایجاد یک مدل سه بعدی پیچیده از ریهٔ طبیعی و دارای عملکرد انسان، بر روی میکروچیپ است. | ## بخش 1: ریه روی تراشه | می‌توان از این ابزار، در پیش‌بینی میزان جذب نانوذرات حمل شده توسط هوا و واکنش‌های التهابی ناشی از آن ذرات و پاتوژن‌های میکروبی استفاده کرد. همچنین، با این وسیله می‌توان اثر سم‌های محیطی، جذب داروهایی که به صورت آیروسول هستند و تست دارو هارا مشاهده کرد. این در شرایطی است که در حال حاضر تست تنها یک ماده هزینه‌ای حدود ۲ میلیون دلار خواهد داشت! چون این دستگاه شفاف است، انگار که ما بدون مداخله در داخل بدن توانسته‌ایم اتفاقات درون ریه را ببینیم. ریه روی تراشه از قرارگیری دو لایه از بافت‌های زنده در دو طرف یک غشای قابل انعطاف و متخلخل به وجود می‌آید. این دو لایه، یکی شامل سلول‌های پنوموسیت، سلول‌های پوشاننده آلوئول‌ها، و دیگری سلول‌های اندوتلیوم عروقی است. در کانالی که سلول‌های ریوی قرار دارند، هوا جریان پیدا می‌کند تا فضا شبیه فضای آلوئول‌های ریه شود. در داخل کانال سلول‌های اندوتلیومی، یک مدیوم کشت غنی که فضایی شبیه به خون را به وجود می‌آورد، در جریان است. هم چنین به وسیله وکیوم به‌طور مداوم سلول‌ها در معرض کشش قرار می‌گیرند که این برای ایجاد شرایطی شبیه به شرایط واقعی ریه لازم است. چنین اقداماتی موجب می‌شود سلول‌ها در فضایی مشابه فضای واقعی خود در داخل بدن قرار بگیرند و به این ترتیب نتایجی که از آزمایش روی این میکروفلوئیدیک‌ها به دست می‌آید به واقعیت و آنچه در بدن رخ می‌دهد نزدیک تر خواهد بود. | ## بخش 2: ریه روی تراشه | مخترعان این تکنولوژی توسط دونالد اینگبر، پزشک و بیولوژیست سلولی آمریکایی و دان دونگئون، هر دو از بنیان‌گذاران مؤسسهٔ ویس، پایه‌گذاری شد. وایتسایدز شیمیدان آمریکایی، پروفسور شیمی در هاروارد و از اعضای اصلی مؤسسه ویس بود. آزمایش‌های انجام گرفته واکنش ریه روی تراشه به پاتوژن‌های تنفسی با وارد کردن باکتری اشریشیا کلای به داخل کانال هوایی یعنی کانال پنوموسیت‌ها آزمایش شد. سلول‌های ریوی که مورد تهاجم قرار گرفته‌اند مدیاتورهایی ترشح می‌کنندواین مدیاتورها از غشای متخلخل عبور کرده و پس از وزود به خون باعث فعال کردن پاسخ ایمنی می‌شوند. هم چنین در آزمایشی دیگر، ذراتی در ابعاد نانو که به‌طور معمول در آلودگی هوا یافت می‌شوند، به کانال هوایی وارد کردند. انواع متعدد از این نانو ذرات توسط پنوموسیت‌ها جذب شدند که موجب ترشح بیش از حد رادیکال‌های آزاد از این سلول‌ها شده و ایجاد واکنش التهابی کردند. همچنین دانشمندان متوجه شدند که کشش مکانیکی ایجاد شده توسط وکیوم، در جذب نانوپارتیکل‌ها از کانال هوا به خون بسیار مؤثر است. مؤسسهٔ ویس تلاش می‌کند تا مدل سایر ارگان‌ها مثل روده روی چیپ، مدل مغز استخوان و حتی مدل‌های سرطانی را ایجاد کند. آنها حتی در تلاشند تا بتوانند ارگان‌های مختلف را روی چیپ با هم ادغام کنند و عملکردشان را در تعامل با هم بسنجند. مثلاً یک ریه را که در حال تبادل گازهای تنفسی است با یک قلب در حال تپش ادغام کنند و عملکرد این دو را در ارتباط با هم ببینند. | ## بخش 3: ریه روی تراشه | ادغام ارگان‌های مختلف روی چیپ می‌تواند برای آزمایش داروهای تنفسی و بررسی داروهایی با اثرات مناسب درمانی که فاقد عواض قلبی هستند، مورد استفاده باشد. در آزمایش دیگر برای مطالعهٔ اثر سیگار بر مجاری تنفسی و خود سلول‌های ریه مدلی ساخته شد که می‌توانست سیگار را به‌طور کامل مصرف کند و همهٔ ذرات حاصل از آن را وارد لولهٔ هوایی یک میکروچیپ شبیه‌ساز ریه کند. هم چنین برای مشاهدهٔ اثر مواد موجود در سیگار بر بیماران مبتلا به بیماری انسدادی مجاری تنفسی دو مدل طراحی شد که در یکی از سلول هایمجاری تنفسی افراد مبتلا به این بیماری استفاده شده بود و در دیگری از سلول هاس مجاری تنفسی یک فرد سالم استفاده شده بود. هم چنین از این تکنولوژی می‌توان در پزشکی شخصی هم استفاده کرد؛ مثلاً در افراد مبتلا به سرطان. محققان سرطان متوجه شده‌اند که ایجاد تومورهای انسانی با تزریق این سلول‌ها به زیر پوست موش نمی‌تواند نحوه طبیعی ایجاد سرطان و پخش شدن آن در بدن انسان را به درستی نشان نمی‌دهد. هم چنین نمی‌توان با استفاده از موش به‌طور درست و در زمان اندک اثر داروها بر سلول‌های سرطانی را مشاهد کرد. پس در آزمایش دیگری، سلول‌های سرطانی موجود در هر نقطه از بدن انسان را به محل متناظرش در بدن موش تزریق کردند. طبیعتاً نتایج به آنچه در بدن انسان به وقوع می‌پیوندد نزدیک تر بود اما باز هم مشکلاتی وجود داشت. چون امکان مشاهدهٔ نحوهٔ رشد سلول‌های سرطانی، حرکت و پاسخ آن‌ها به داروهای متعدد نبود. به همین دلیل گرایش‌ها به سمت میکروچیپ‌ها به وجود آمد از جمله ایجاد مدل سرطان ریه. | ## جمع‌بندی | با ایجاد میکروفلوئیدیک‌های منحصر به هرفرد در مدل سرطان ریه، می‌توان پاسخ آن فرد به دارو را به‌طور جداگانه، به دقت و در زمان اندک بررسی کرد و مناسب‌ترین دارو برای درمان را به کار گرفت.