محققان با پرورش سلول‌های مغز در فضا، بیماری‌های عصبی را درمان می‌کنند

دانشمندان استارتاپ بیوتکنولوژی Axonis Therapeutics سلول‌های مغزی انسان را در فضا رشد داده‌اند تا بهتر بتوانند درباره درمان‌های جدید آلزایمر، پارکینسون و آسیب‌های ستون فقرات تحقیق کنند. محیط ریزگرانش ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) به محققان امکان می‌دهد ارگانوئیدهای مغز را فقط در 72 ساعت رشد دهند. این فرایند در زمین ماه‌ها طول می‌کشد.

درمان جدید Axonis Therapeutics از ویروس برنامه‌ریزی‌شده‌ای برای ارائه ژن‌های مفید به سلول‌های سیستم عصبی مرکزی (CNS) استفاده می‌کند. این‌گونه ویروس‌های اصلاح‌شده ناقل ویروسی نامیده می‌شوند و می‌توانند به‌ویژه برای درمان آلزایمر، پارکینسون و آسیب های نخاعی مفید باشند.

رشد سلول‌های مغزی در فضا برای توسعه درمان‌های جدید

براساس بیانیه آزمایشگاه ISS، ویروس‌ها عامل بیماری‌های مختلفی هستند اما می‌توان از آنها در توسعه روش‌های درمانی نیز استفاده کرد. ویروس‌ها به گونه‌ای تکامل یافته‌اند که در واردکردن مواد ژنتیکی خود به سلول‌های میزبان بسیار کارآمد شده‌اند. دانشمندان نیز می‌توانند برخی ویروس‌ها را برای حمل مواد ژنتیکی مفید مجدد برنامه‌ریزی کنند.

یکی از نکات امیدوارکننده درباره ناقل‌های ویروسی استفاده از ژن‌درمانی برای مداوای بیماری‌های عصبی صعب‌العلاج مانند آلزایمر، پارکینسون و آسیب‌های نخاعی است. مشکل این است که ژن‌درمانی‌هایی که در موش‌ها نتیجه می‌دهد، اغلب به درمان‌های مؤثر برای انسان تبدیل نمی‌شود؛ بنابراین نیاز اساسی به ساخت مدل‌های دقیق‌تر از سیستم عصبی مرکزی انسان (CNS) که شامل مغز و نخاع می‌شود، برای آزمایش درمان‌های جدید وجود دارد.

روی زمین، محققان می‌توانند سلول‌های CNS انسان را از سلول‌های بنیادی پرتوان القایی (iPSC) تولید کنند که معمولاً سلول‌های خون یا پوست انسان هستند که دوباره برنامه‌ریزی شده‌اند. البته کشت بیش از یک گروه نورون با هم دشوار است و رشد سلولی به‌دلیل گرانش زمین به تک‌لایه‌های دوبعدی محدود می‌شود؛ به‌عبارتی چنین مدل‌هایی همچنان مشابه سلول‌های واقعی انسان نیستند.

به همین دلیل، محققان مجبور شدند ارگانوئیدهای مغز انسان را در فضا رشد دهند. این ارگانوئیدهای رشدیافته در فضا به‌سرعت مدل بسیار دقیقی از مغز انسان ارائه کردند که به محققان ISS اجازه داد اثربخشی درمان ناقل ویروسی جدید را آزمایش کنند.

آگوست 2023، بسته‌های منجمد ناقل ویروسی و مواد لازم به ایستگاه فضایی بین‌المللی فرستاده شد. سپس گروهی از محققان در آزمایشگاه شناور و بدون گرانش این مواد را به دستگاهی به نام BioCell (سیستم تخصصی کشت سلولی) انتقال دادند. فقط طی 72 ساعت، سلول‌ها نه‌فقط خود را در ارگانوئیدهای سه‌بعدی مغز انسان سازماندهی کردند، بلکه نتیجه موردنظر محققان را فراهم کردند.