ترسناک‌ترین عامل در طبیعت: آسیب‌های زمین مارها بر انسان‌ها

در این مقاله، مدل آزمایشگاهی جدیدی برای مطالعه اثرات زهرمار بر رگ‌های خونی انسان توسط پژوهشگران هلندی معرفی شده است. این مدل روی تراشه تطابق دقیقی از اثرات زهرمار ارائه می‌دهد و به توسعه پادزهرهای جدید کمک می‌کند. بر اساس اعلام سازمان جهانی بهداشت، مسمومین ناشی از مارگزیدگی هر ساله جان بیش از ۱۰۰ هزار نفر را گرفته و به بروز آسیب‌های شدید یا مزمن در بیش از ۴۰۰ هزار قربانی منجر می‌شود.

این مدل آزمایشی به کمک شرکت هلندی میمتاس توسعه یافته و امکان تحقیقات پزشکی بر روی اندام‌ها روی تراشه‌هایی که از چندین بافت انسانی تولید می‌شوند را فراهم می‌کند. این اندام‌ها دستگاه‌های کوچکی هستند که سلول‌ها را در آن پرورش می‌دهند و محیط درون بدن را تقلید می‌کنند.

با استفاده از این مدل، پژوهشگران مکانیسم‌های مختلف زهرمار را بر روی رگ‌های خونی پرورشی تراشه آزمایش کرده و به نتایج جالبی رسیده‌اند. این یافته‌ها می‌توانند به یافتن داروهای ضد سم جدید کمک کنند که مکانیسم‌های عملکرد زهرمارها را مستقیماً هدف قرار داده و خنثی می‌کنند.

این پژوهش توسط ماتیاس بیتن‌بایندر انجام شده و مقاله‌اش در مجله Scientific Reports منتشر شده است. این پیشرفت‌ها در زمینه تحقیقات پزشکی و توسعه داروهای جدید بسیار ارزشمند و مهم هستند.

ایسنا نوشت: مدل آزمایشگاهی رگ‌های خونی انسان که روی تراشه پرورش می‌یابند، اطلاعات دقیقی را از اثرات زهرمار ارائه می‌دهند و به توسعه پادزهرهای جدید کمک می‌کنند.

پژوهشگران هلندی مدل جدیدی را برای مطالعه آنی تأثیر زهرمار ابداع کرده‌اند که شامل تزریق زهر به رگ‌های خونی کوچک انسان روی تراشه می‌شود. تاکنون هیچ مدلی وجود نداشت که بتواند اثرات زهرمار را در لحظه تقلید کند.

سازمان جهانی بهداشت (WHO) اعلام کرده است که مسمومین ناشی از مارگزیدگی، نوعی بیماری است که اغلب نادیده گرفته می‌شود و سالانه جان بیش از ۱۰۰ هزار نفر را می‌گیرد و به بروز آسیب‌های شدید یا مزمن در بیش از ۴۰۰ هزار قربانی منجر می‌شود.

زهرمار حاوی سمومی است که در عرض چند دقیقه پس از گزش، به خونریزی داخلی منجر می‌شوند. درک این فرآیند برای تولید پادزهرهایی که این اثرات را خنثی می‌کنند، ضروری است. با این حال، روش‌های موجود محدودیت‌های بزرگی دارند.

روش‌های کنونی

یکی از این روش‌ها کشت سلولی است. در روش کشت سلولی، سلول‌های اندوتلیال انسان که پوشش رگ‌های خونی را تشکیل می‌دهند، روی سطحی صاف رشد می‌کنند. مدل‌های سنتی کشت سلولی عمدتاً برای تحقیق درباره اثرات مخرب زهرمار بر بافت استفاده شده‌اند. با وجود این، این مدل‌های سنتی نمی‌توانند شکل لوله‌مانند رگ‌های خونی یا عوامل محیطی مهمی مانند جریان خون و شبکه خارج سلولی را تقلید کنند که مانند چسب، سلول‌ها را به یکدیگر و محیط اطراف آن‌ها متصل نگه می‌دارد.

روش دیگری که به طور سنتی مورد استفاده قرار می‌گیرد، آزمایش زهرمار روی موش‌ها است.؛ اما این روش نمی‌توان اثرات زهرمار را در لحظه مطالعه کرد و صرفا می‌توان اثرات زهر را پس از کشته شدن موش مطالعه کرد؛ بنابراین، دشوار است که بفهمیم بازه زمانی اثر مشاهده‌شده چقدر است.

رگ‌های خونی روی تراشه

پژوهشگران هلندی در روشی جدید با شرکت هلندی میمتاس(Mimetas) همکاری کردند که مدل‌های اندام روی تراشه را از چندین بافت انسانی برای تحقیقات پزشکی تولید می‌کند.

اندام‌های روی تراشه، دستگاه‌های کوچکی هستند که می‌توان سلول‌ها را در آن پرورش داد و محیط درون بدن را تقلید کرد. تراشه‌های مورداستفاده در این پژوهش شامل سه کانال بودند. یکی از آن کانال‌ها یک لوله است که سلول‌های تشکیل‌دهنده رگ‌های خونی انسان در آن رشد می‌کنند.

همه طرف‌های لوله به‌گونه‌ای توسعه یافته‌اند که به سلول‌های اندوتلیال کمک کنند تا به هم متصل شوند و درنهایت، رگ خونی کوچکی را تشکیل دهند. ترکیباتی مانند زهرمار را می‌توان مستقیماً به لوله اضافه کرد تا مشخص شود چه اثراتی دارد.

پژوهشگران، زهر چهار گونه مار را روی رگ‌های خونی پرورش‌یافته در تراشه آزمایش کردند و دو مکانیسم اصلی را یافتند که زهر توسط آن ممکن است باعث خونریزی داخلی شود.

یکی از مکانیسم‌ها تأثیر مستقیمی را بر سلول‌های سازنده رگ‌های خونی داشت. این مکانیسم به غشای سلولی حمله کرد و نهایتاً به نشت محتویات سلول‌ها و مرگ آن‌ها منجر شد. مکانیسم مذکور در زهر گروهی از مارها موسوم به کفچه‌مارها مشاهده شد که شامل مارهای کبرا می‌شود.

مکانیسم دیگر، اثر غیرمستقیمی روی سلول‌های رگ خونی می‌گذاشت. مکانیسم دوم، شبکه خارج سلولی را هدف قرار داد و سلول‌ها دست‌نخورده باقی ماندند. همان‌طور که رگ خونی حمایت ساختاری شبکه خارج سلولی را از دست می‌دهد، رگ خونی فرومی‌ریزد و خون به بیرون نشت می‌کند. این مکانیسم در زهر «مار افعی» مشاهده شد.

بیشتر پادزهرهای موجود با تزریق زهرمار به حیوانات و جمع‌آوری پادتن‌های تولیدشده توسط سیستم ایمنی آن‌ها ساخته می‌شوند. این یافته‌ها می‌توانند به یافتن داروهای ضد سم جدید و ارزشمندی ختم شود که مکانیسم‌های گوناگون عملکرد زهرمارها را به‌طور مستقیم هدف قرار می‌دهند و خنثی می‌کنند.

این پژوهش به سرپرستی «ماتیاس بیتن‌بایندر» (Mátyás Bittenbinder) پژوهشگر دانشگاه آزاد آمستردام و مرکز تنوع زیستی ناتورالیس انجام شده و مقاله آن در مجله «Scientific Reports» به چاپ رسیده است.

راضیه میرزاحیدری