بیماری التهابی روده (IBD) میلیونها نفر را در سراسر جهان درگیر کرده است، اما دانشمندان هنوز به درک کاملی از عوامل محرک التهاب مزمن که به روده آسیب میرساند، دست نیافتهاند. با وجود درمانهایی که به کنترل علائم کمک میکنند، چگونگی پیشرفت بیماری و تفاوت آن در بیماران مختلف همچنان مبهم باقی مانده است.
یکی از بزرگترین موانع، بازسازی این بیماری در محیط آزمایشگاهی بوده است. روشهای کشت سلولی سنتی تنها بخشهای محدودی از بیماری را شبیهسازی میکنند و مدلهای حیوانی نیز اغلب قادر به انعکاس دقیق آنچه در روده انسان رخ میدهد، نیستند. این امر مطالعه تعامل سلولهای مختلف در ایجاد التهاب، آسیب بافتی و افزایش خطر سرطان روده را دشوار کرده است.
اما اکنون، پژوهشی جدید که در مجله Nature Biomedical Engineering منتشر شده، ممکن است به پر کردن این شکافها کمک کند. محققان موفق به ساخت “بیماری التهابی روده روی تراشه” شدهاند که به گفته آنها، کاملترین مدل انسانی IBD در این مقیاس تا به امروز است.
این مدل با استفاده از سلولهای اهدایی بیماران مبتلا به بیماری کرون و کولیت اولسراتیو، دو شکل اصلی IBD، ساخته شده است. این تراشههای کوچک که “تراشه کولون” نامیده میشوند، بسیاری از ویژگیهای کلیدی بیماری را به طور همزمان بازسازی میکنند و به دانشمندان اجازه میدهند تا تعاملاتی را که مطالعه آنها پیش از این دشوار بود، بررسی کنند.
یکی از یافتههای شگفتانگیز، نقش فیبروبلاستها بود. این سلولهای بافت همبند که بیشتر به خاطر حمایت از ساختار اندامها و ترمیم بافت آسیبدیده شناخته میشوند، در این مدل به جای نقش منفعل، در پیشبرد التهاب و تضعیف سد محافظتی روده نقش داشتند.
محققان با قرار دادن فیبروبلاستهای افراد مبتلا به IBD در کنار سلولهای سالم روده همان افراد روی تراشه، شاهد تغییراتی شگرف بودند. صرف قرار گرفتن سلولهای سالم در معرض این فیبروبلاستها باعث شد تا آنها رفتاری شبیه بافت بیمار از خود نشان دهند؛ از جمله نفوذپذیری بیشتر سد روده و پاسخهای التهابی قویتر.
این یافتهها نشان میدهند که فیبروبلاستها ممکن است نقشی بسیار بزرگتر از آنچه پیش از این تصور میشد، در IBD ایفا کنند. محققان با ترکیب سلولهای اپیتلیال، فیبروبلاستهای استرومال، سلولهای ایمنی در گردش و نیروهای مکانیکی مرتبط با حرکت روده، توانستند سهم هر جزء را در بیماری مشخص کنند.
این تراشه همچنین امکان بررسی تأثیر نیروهای مکانیکی ناشی از حرکات طبیعی روده را فراهم کرد. با شبیهسازی این نیروها، مشاهده شد که پاسخهای التهابی و فیبروتیک در تراشههای ساخته شده از بافت IBD حتی قویتر میشوند. علاوه بر این، تأثیر هورمونهای مرتبط با بارداری بر بیماری نیز مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد که این هورمونها باعث افزایش پاسخهای التهابی و رسوب کلاژن (مرتبط با ایجاد بافت اسکار یا فیبروز) میشوند.
این مدل همچنین به محققان اجازه داد تا مراحل اولیه سرطان روده را بررسی کنند. با قرار دادن تراشههای سالم و بیمار در معرض ماده سرطانزا N-ethyl-N-nitrosourea (ENU)، مشخص شد که تراشههای بیمار تغییرات مولکولی مرتبط با سرطان را بسیار قویتر از بافت سالم نشان میدهند. جالب اینجاست که فیبروبلاستها در این افزایش حساسیت به سرطان نیز نقش محوری داشتند؛ به طوری که بافت سالم روده تنها پس از قرار گرفتن در کنار فیبروبلاستهای بیماران IBD شروع به بیان نشانگرهای مولکولی اولیه سرطان کرد.
به گفته محققان، این پلتفرم قدرتمند قادر است محیط ریز روده انسان را به دقت بازسازی کرده و در عین حال امکان مطالعه جداگانه و ترکیبی عوامل بیماریزا را فراهم کند. این مدل فراتر از بازسازی آسیبشناسی IBD رفته و به کشف مکانیسمهای پیشرفت بیماری در یک سیستم کاملاً انسانی و مشتق از بیمار کمک میکند.
