کاترپیلارها می توانند جایگزین برخی از پستانداران در مطالعه بیماری های انسانی شوند

موش‌ها و موش‌ها برای دهه‌ها ستون فقرات تحقیقات زیست‌پزشکی از جمله تحقیقات برای درک سرطان و پیشگامی در درمان‌های جدید بوده‌اند.

ترکیبات دارویی جدید برای ایمنی و اثربخشی در مدل‌های حیوانی قبل از تایید برای آزمایش‌های بالینی در انسان آزمایش می‌شوند.

اما دانشمندان در موسسات تحقیقاتی مانند موسسه اسلون کترینگ مرکز سرطان مموریال اسلون کترینگ در حال کار بر روی ایجاد جایگزین های غیر پستاندارانی هستند که می تواند تعداد جوندگان مورد استفاده در تحقیقات زیست پزشکی را کاهش دهد – نتیجه ای مثبت به خودی خود، و همچنین می تواند هزینه ها را کاهش دهد و نتایج را تسریع کند. .

رادیولوژیست و پزشک هسته ای، یان گریم، MD، Ph.D.، اخیراً یک نویسنده مشترک ارتباطات طبیعت مقاله ای با همکاران چندین دانشگاه در آلمان و سوئیس که نشان می دهد کاترپیلارها می توانند به عنوان جایگزینی برای مدل های جوندگان برای مطالعه التهاب روده – یک عامل خطر برای ابتلا به سرطان کولورکتال – استفاده شوند.

در اینجا دکتر گریم تحقیق و اهمیت آن را مورد بحث قرار می دهد.

چرا کاترپیلار؟

تحقیقات ما از لارو کرم شاخک تنباکو (Manduca sexta) استفاده کرد، زیرا شباهت بالایی به ساختار روده و فیزیولوژی انسان دارند – چیزی که دانشمندان آن را درجه بالایی از حفاظت از تکامل می‌نامند.

کاترپیلارهای کرم شاخدار تنباکو به اندازه‌ای بزرگ هستند که بتوان با همان ابزاری که برای بیماران انسانی استفاده می‌شود، تصویربرداری کرد.

کاترپیلارها اساسا فقط یک روده بلند هستند، بنابراین آنها یک مدل عالی برای مطالعه بیماری التهابی روده ساخته اند.

و از آنجایی که حدود 75 درصد از ژن‌های شناخته‌شده بیماری‌زای انسانی در حشرات همتا هستند، این مدل‌ها می‌توانند در تحقیقات پیش‌بالینی آینده در سایر بیماری‌ها از جمله سرطان، دیابت، تخریب عصبی و عفونت مفید باشند.

بر خلاف نماتدها، که کرم‌هایی هستند که در تحقیقات مورد استفاده قرار می‌گیرند و طول آن‌ها تقریباً به اندازه یک قطعه اصلی است، کرم‌های شاخ‌دار تنباکو – که در واقع کرم هستند – به اندازه انگشت یک انسان بالغ هستند. بنابراین آنها به اندازه کافی بزرگ هستند تا در اسکن های تصویربرداری پزشکی مانند توموگرافی کامپیوتری (CT)، تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI) و توموگرافی گسیل پوزیترون (PET) استفاده شوند. شما به راحتی می توانید التهاب را در روده ببینید.

کاترپیلارها چه مزایای دیگری نسبت به مدل های پستانداران سنتی دارند؟

همه می‌خواهند تعداد حیوانات مورد استفاده در تحقیقات را کاهش دهند، به‌ویژه پستانداران، جایگزین‌هایی را جایگزین آن‌ها کنند و استفاده از آن‌ها را برای محدود کردن میزان ناراحتی‌ای که تجربه می‌کنند، اصلاح کنند. دانشمندان به این سه روپیه می گویند.

به این ترتیب، استانداردها و سیاست های زیادی در مورد استفاده از حیوانات در تحقیقات و مراقبت از آنها ایجاد شده است. شروع یک آزمایش جدید در یک مدل موش، حتی آزمایش ترکیب دارویی دیگر، ممکن است چندین ماه طول بکشد تا آن را به یک پروتکل اضافه کرده و تأیید کند.

از آنجایی که کاترپیلارها بی مهرگان هستند، با بار اداری کمتری مواجه می شوید. می توان آزمایش را طراحی کرد و سپس آن را انجام داد و به طور قابل توجهی سرعت تحقیق را افزایش داد. کاترپیلارها در یک ظرف پلکسی با چند برگ تازه و دستمال کاغذی خیس خوشحال هستند. این به ما امکان می‌دهد تا فرضیه‌های جدید را به سرعت آزمایش کنیم.

بعلاوه، پستانداران در مقایسه با بی مهرگان بسیار کند رشد می کنند و نگهداری آنها گران است. بنابراین این آزمایش ها را می توان با هزینه بسیار کمتری انجام داد.

این همکاری چگونه آغاز شد؟

نویسنده اصلی مقاله، زیست‌شناس، آنتون ویندفلدر، دکترا، از موسسه فراونهوفر برای زیست‌شناسی مولکولی و اکولوژی کاربردی در گیسن، آلمان، را دیدم که در یک جلسه انجمن رادیولوژی آمریکای شمالی در مورد این موضوع سخنرانی کرد. بعد از ارائه چند سوال از او پرسیدم و سپس با او ملاقات کردم. فکر می کردم این یک ایده و فرصت بسیار هیجان انگیز برای همکاری بود.

سپس، درست قبل از شیوع COVID-19، دکتر ویندفلدر برای بازدید به نیویورک آمد و ما با هم شروع به کار کردیم. او به ما یاد داد که چگونه با کاترپیلارها رفتار کنیم، چگونه به آنها غذا دهیم، چگونه با مخلوط باکتریایی التهاب ایجاد کنیم. ما استفاده از منابع تصویربرداری و تجزیه و تحلیل خود را ارائه کردیم. و بقیه تاریخ است و اکنون یک نشریه خوب است.