مشاهده تاثیر سم مار بر روی انسان برای اولین بار با استفاده از بیوچیپ

به گزارش ایسنا، محققان هلندی مدل جدیدی را برای مطالعه زهر مار ابداع کرده اند که شامل رگ های خونی کوچک انسان روی تراشه است.

به گزارش Advanced Science News، هرگز مدلی وجود نداشته است که بتواند اثرات زهر مار را در زمان واقعی تکرار کند. Mátyás Bittenbinder، محقق VU Amsterdam و مرکز تنوع زیستی Naturalis و محقق اصلی این پروژه، گفت: این کار قبلا هرگز انجام نشده بود. امید است که این مدل به کاهش تعداد موش های مورد نیاز برای مطالعات سمیت کمک کند.

به گفته سازمان جهانی بهداشت (WHO)، مسمومیت مارگزیدگی بیماری است که اغلب نادیده گرفته می شود. این بیماری سالانه جان بیش از 100000 نفر را می گیرد و بیش از 400000 قربانی را دچار جراحات شدید یا مزمن می کند.

زهر مار حاوی سمومی است که می تواند در عرض چند دقیقه پس از گزش باعث خونریزی داخلی شود. درک این فرآیند برای ایجاد پادزهرهایی که می توانند این اثرات را خنثی کنند، مهم است. با این حال، روش های موجود قبلی محدودیت های قابل توجهی داشتند.

یکی یکی از این روش ها کشت سلولی است. روش کشت سلولی شامل رشد سلول‌های اندوتلیال انسان، که پوشش رگ‌های خونی را تشکیل می‌دهند، روی یک سطح صاف است. Bittenbinder گفت: مدل های سنتی کشت سلولی عمدتاً برای بررسی اثرات مخرب زهر مار بر بافت مورد استفاده قرار گرفته است.

با این حال، این مدل‌های سنتی نمی‌توانند شکل لوله‌ای رگ‌های خونی یا عوامل محیطی مهم مانند جریان خون و ماتریکس خارج سلولی را تقلید کنند که مانند چسب عمل می‌کند تا سلول‌ها را به یکدیگر و محیط اطرافشان متصل نگه دارد.

روش دیگری که به طور سنتی مورد استفاده قرار می گیرد، آزمایش زهر مار روی موش است. Bittenbinder توضیح داد: اثرات سم مار در حال حاضر در آزمایشات روی موش قابل بررسی نیست. این بدان معنی است که اثرات آن تنها پس از کشته شدن موش ها قابل بررسی است. بنابراین، تشخیص مدت زمان اثر مشاهده شده دشوار است.

رگ های خونی در نای

روش جدید محققان هلندی برای غلبه بر محدودیت های کشت سلولی و مطالعه در موش ها در نظر گرفته شده است. این گروه تحقیقاتی با Mimetas، یک شرکت هلندی که مدل‌های اندام روی تراشه را از چندین بافت انسانی برای تحقیقات پزشکی ایجاد می‌کند، کار کرد.

اندام‌های روی تراشه‌ها دستگاه‌های کوچکی هستند که سلول‌ها را می‌توان در آنها رشد داد و محیط را در بدن تقلید کرد. تراشه های مورد استفاده در این مطالعه شامل سه کانال بود. یکی یکی از این کانال ها لوله ای است که سلول های تشکیل دهنده رگ های خونی انسان در آن رشد می کنند.

Bittenbinder گفت: “همه طرف های لوله برای کمک به اتصال سلول های اندوتلیال و در نهایت تشکیل یک رگ خونی کوچک طراحی شده اند.” ترکیباتی مانند زهر مار را می توان مستقیماً به لوله اضافه کرد تا ببینیم چه تأثیری دارند.

محققان سم چهار گونه مار را بر روی رگ های خونی کشت شده در نای آزمایش کردند و دو مکانیسم اصلی را یافتند که توسط آن سم می تواند باعث خونریزی داخلی شود.

یکی از مکانیسم ها، تأثیر مستقیم بر سلول هایی که رگ های خونی را تشکیل می دهند داشت. این مکانیسم به غشای سلولی حمله می کند و در نهایت منجر به نشت محتویات سلولی و مرگ آنها می شود. مکانیسم مذکور در سم گروهی از مارها به نام «مار کبری» مشاهده شد.

مکانیسم دیگری به طور غیرمستقیم بر سلول های عروق خونی تأثیر می گذارد. سم با این مکانیسم ماتریکس خارج سلولی را هدف قرار داد و سلول ها دست نخورده باقی ماندند. هنگامی که رگ خونی حمایت ساختاری ماتریکس خارج سلولی را از دست می دهد، رگ خونی فرو می ریزد و خون به بیرون نشت می کند. این مکانیسم با سم افعی مشاهده شد.

بیشتر پادزهرهای موجود با تزریق سم مار به حیوانات و جمع آوری آنتی بادی های تولید شده توسط سیستم ایمنی بدن آنها ساخته می شوند. این یافته ها ممکن است در جستجوی داروهای ضد سم جدید که به طور مستقیم مکانیسم های مختلف عمل سم مار را هدف قرار داده و خنثی می کنند، ارزشمند باشد.

این تحقیق در مجله Scientific Reports منتشر شده است.