جمعه، ۳۰ اردیبهشت، ۱۴۰۱ | Friday, 20 May , 2022
سرخط خبرها

دانشمندان موفق به ساخت ماهی‌های رباتیکی شده‌اند که از سلول‌های قلب انسان نیرو می‌گیرند.

به گزارش دیده بان علم ایران، این ماهی‌های رباتیک شناگر که توسط گروهی از دانشمندان دانشگاه هاروارد، دانشگاه اموری و دانشگاه فناوری جورجیا مونتاژ شده اند، نشان می‌دهد که چگونه بافت قلب کشت داده شده در آزمایشگاه می‌تواند برای حفظ ضربان موزون به‌طور نامحدود طراحی شود.

هنگامی‌که سلول‌های ماهیچه‌ای در یک طرف منقبض می‌شوند، دم ماهی در آن جهت حرکت می‌کند و ماهی را در آب به‌پیش می‌برد. همچنین این حرکت سبب می‌شود که نوار سلول‌های عضلانی در طرف مقابل کشیده شود.

این کشیده شدن، به‌نوبه خود، پیامی ایجاد می‌کند که سبب انقباض سلول‌ها می‌شود. این مسئله عامل ادامه یافتن حرکت شنا می‌شود. هنگامی‌که این چرخه شروع می‌شود، این موجود شروع به حرکت می‌کنند. این ماهی‌ها مجهز به دسته خاصی از سلول‌ها هستند که این چرخه کشش و انقباض را آغاز می‌کنند.

کیت پارکر (Kit Parker)، استاد مهندسی زیستی و فیزیک کاربردی هاروارد می‌گوید: این تمرینی آموزشی است.در نهایت، من می‌خواهم برای کودکی بیمار قلب بسازم.

این بیوهیبریدهای (Biohybrids) کوچک، مبتنی بر گورخرماهی و از کاغذ، پلاستیک، ژلاتین و دو نوار از سلول‌های زنده عضله قلب ساخته شده‌اند. یک نوار در امتداد سمت چپ بدن این ربات و دیگری در امتداد سمت راست قرار گرفته است.

پارک می‌گوید که این گروه برخی از نمونه‌های اولیه را با فعال‌سازی مصنوعی سلول‌های عضلانی آزمایش کردند. ماهی‌های باقی مانده در انکوباتور جا ماندند و چند هفته‌ای فراموش شدند.

پارک می‌گوید: زمانی که سرانجام انکوباتور را باز کردند، «تمامی ماهی‌ها خودشان به‌طور مستقل شنا می‌کردند.» این ماهی‌ها بیش از سه ماه به شنا ادامه دادند و با مواد مغذی که به مایع اطراف آن‌ها اضافه شد، حفظ شدند.

نشان دادن این موضوع مهم است که می‌توان بافت قلبی انسان با تپش مستقل را تولید کرد؛ چراکه بدن نمی‌تواند سلول‌های قلبی از بین رفته در اثر بیماری یا التهاب را جایگزین کند.

پارکر می‌گوید: «هنگامی‌که شما متولد می‌شوید، حدود دو روز پس از خروج از رحم، تعداد سلول‌های عضلانی قلبی که در آن هنگام دارید، تمام چیزی است که تا آخر عمرتان خواهید داشت.»

به گفته وی، این گروه سلول‌های قلبی رشد یافته در آزمایشگاه خود را در ماهی‌های رباتیک آزمایش کردند زیرا بین شنا و عمل پمپاژ قلب شباهت‌هایی وجود دارد. به گفته وی ماهی از جهاتی یک پمپ است؛ اما به‌جای پمپاژ خون در بدن، خود را درون آب پمپ می‌کند.

در سال ۲۰۱۶، آزمایشگاه پارکر یک سفره‌ماهی ساخت که از سلول‌های قلب جوندگان نیرو می‌گرفت. آن‌ها از نور برای کنترل سلول‌ها به‌ گونه‌ای استفاده کردند که سبب شد باله‌های ربات حرکت موجی پیدا کنند و آن را در آب به حرکت در آورند. این بار گروه وی از فناوری سلول‌های بنیادی برای تبدیل سلول‌های پوست انسان به عضله قلبی استفاده کرد.

پارکر می‌گوید: «نکته جالب در مورد این ماهی‌ها که ما انتظار آن را نداشتیم، آن است که آن‌ها این‌قدر طولانی و این‌قدر سریع شنا کنند.»

به گفته وی سلول‌های قلب با بازسازی مداوم خود سالم می‌مانند، فرآیندی که حدود ۲۰ روز طول می‌کشد.

وی می‌گوید از آنجایی‌که ماهی‌ها بیش از ۱۰۰ روز شنا کردند، «هر سلول خود را در آنجا حدود پنج بار بازسازی کرده است.» این سلول‌های عضلانی نیز همانند سلول‌های قلب انسان با ورزش قوی‌تر شدند. این نشان می‌دهد که این سلول‌ها در نهایت می‌توانند برای ترمیم قلب دچار نارسایی استفاده شوند.

نتایج این پژوهش در نشریه Science منتشر شده است.