| |
بانداژهای ساخته شده از قارچ‌های زنده
دانشمندان می‌گویند بانداژهای ساخته شده از قارچ‌های زنده می‌توانند آینده التیام زخم باشند.
به گزارش ایسنا، قارچ‌ها بیشتر به خاطر بازگرداندن مواد آلی مرده به زمین شناخته می‌شوند، اما دانشمندان مواد در حال بررسی این موضوع هستند که آیا روزی می‌توانند به شکل هیدروژل‌های ویژه به بدن ما در ترمیم زخم‌ها کمک کنند یا خیر.
یک هیدروژل برای ایفای نقش در محیط‌های زیست‌پزشکی به ساختاری چندلایه مانند پوست، غضروف و ماهیچه‌های خودمان نیاز دارد. در حالی که برخی از مهندسان در حال کار بر روی نسخه‌های مصنوعی هستند که زیست‌شناسی را تقلید می‌کنند، دانشمندان دانشگاه یوتا(Utah) هیدروژلی را پیدا کرده‌اند که به معنای واقعی کلمه زندگی خودش را دارد.
«مارکواندومایسس مارکواندی»(Marquandomyces marquandii)، گونه‌ای رایج از کپک خاک و کاندیدای امیدوارکننده‌ای برای این کار است. این قارچ کمی دچار بحران هویت شده بود، زیرا به اشتباه به عنوان «Paecilomyces marquandii» طبقه‌بندی می‌شد، تا اینکه در سال ۲۰۲۰ به نام جدید خود تغییر نام داد و به زودی ممکن است بتواند نقش «هیدروژل زیست‌یکپارچه» را به رزومه خود اضافه کند.
هیدروژل‌های زیستی یکپارچه(Bio-integrated hydrogels) از ارگانیسم‌هایی ساخته می‌شوند که می‌دانیم ساختارهای شبکه‌ای پیچیده و متقاطعی را تشکیل می‌دهند که ممکن است بتوانند جایگزین بافت‌های نرم خود ما شوند.
آتول آگراوال(Atul Agrawal)، مهندس دانشگاه یوتا و نویسنده اصلی این مطالعه می‌گوید: هیدروژل‌ها به دلیل توانایی‌شان در تقلید دقیق از خواص ویسکوالاستیک بافت‌های نرم، به عنوان جایگزینی امیدوارکننده برای کاربردهایی در بازسازی و مهندسی بافت، داربست‌های کشت سلولی، زیست‌رآکتورهای سلولی و دستگاه‌های پوشیدنی در نظر گرفته می‌شوند.
در حالی که ما بیشتر با قارچ‌ها و کپک‌های پُرزی آشنا هستیم، اینها در واقع بخش‌های تولید مثلی ارگانیسم هستند. قارچ‌ها عمدتاً از شبکه‌ای از رشته‌ها به نام میسلیوم(mycelium) تشکیل شده‌اند که معمولاً در اعماق خاک، چوب یا مثلا آووکادوی کهنه در ته ظرف میوه شما پنهان می‌شوند. همین شبکه فیبری و لایه‌ای است که قارچ‌ها را به چنین ماده زیستی هیجان‌انگیزی برای اکتشاف تبدیل کرده است.
برین دنتینگر(Bryn Dentinger)، قارچ‌شناس موزه تاریخ طبیعی یوتا می‌گوید: همانطور که آنها به سمت جلو رشد می‌کنند، دیواره‌هایی عرضی را ایجاد می‌کنند که سپس یک رشته بسیار طولانی را به سلول‌های منفرد بسیار زیادی تقسیم می‌کنند. آنها تا زمانی که مواد مغذی کافی در اطراف وجود داشته باشد، برای همیشه رشد خواهند کرد. چیزهای زیادی وجود دارد که می‌توانیم از این رفتارها که واقعاً به طور کامل بررسی نشده‌اند، بهره‌برداری کنیم.
قارچ‌های دیگر برای پتانسیل خود به عنوان هیدروژل‌های زیست‌پزشکی آزمایش شده‌اند، اما اغلب بسیار شکننده یا خیلی سریع خشک شده‌اند. این مورد در مورد «M. marquandii» صدق نمی‌کرد، چرا که وقتی با استفاده از روش تخمیر مایع ثابت رشد کرد، هیدروژلی تشکیل داد که قادر به حفظ تا ۸۳ درصد آب بود.
«آگراوال» با اشاره به یکی از کلونی‌های قارچی که در یک فلاسک شیشه‌ای پر از محیط کشت مایع زرد رنگ در حال رشد است، می‌گوید: آنچه در اینجا می‌بینید، هیدروژلی با چند لایه است. با چشم غیرمسلح قابل مشاهده است و این لایه‌های چندگانه تخلخل‌های متفاوتی دارند. بنابراین لایه بالایی حدود ۴۰ درصد تخلخل دارد و سپس نوارهای متناوبی با تخلخل ۹۰ درصد و ۷۰ درصد وجود دارد.
آنها گمان می‌کنند که این لایه‌های مختلف از تغییرات در سرعت رشد و استراتژی ناشی می‌شوند. به عنوان مثال، جایی که قارچ‌ها به سطح محیط رشد رسیدند، تخلخل آن کمترین بود، شاید به این دلیل که رشد جانبی را در اولویت قرار می‌داد. این بدان معناست که دانشمندان می‌توانند شرایط رشد، مانند تأمین اکسیژن و دما را تغییر دهند تا ریزساختار هیدروژل را بسته به آنچه ممکن است برای آن استفاده شود، بهینه کنند.
استیون نالوی(Steven Naleway)، مهندس مواد دانشگاه یوتا می‌گوید: این مورد به طور خاص توانست این لایه‌های بزرگ و گوشتی «میسلیوم» را رشد دهد که همان چیزی است که ما به آن علاقه‌مندیم. «میسلیوم» در درجه اول از کیتین(chitin) ساخته شده است که شبیه به چیزی است که در صدف‌ها و اسکلت خارجی حشرات وجود دارد. زیست‌سازگار است، اما همچنین بافتی بسیار اسفنجی است.
وی افزود: در تئوری می‌توانید از آن به عنوان الگویی برای کاربردهای زیست‌پزشکی استفاده کنید یا می‌توانید سعی کنید آن را معدنی کنید و یک داربست استخوانی ایجاد کنید.
قارچ «M. marquandii» به عنوان یک عامل مضر برای انسان شناخته نشده است، اما مطالعات حیوانی نشان می‌دهد که «کیتین» موجود در کپک ممکن است واکنش‌های آلرژیک نادری را ایجاد کند.
از سوی دیگر، «M. marquandii» می‌تواند به رشد برخی از گیاهان کمک کند. بنابراین آزمایش‌های بسیار بیشتری لازم است تا ببینیم این قارچ‌های خاکی چقدر می‌توانند با بافت زنده کنار بیایند.
محققان می‌گویند: تا آنجا که ما می‌دانیم، این اولین گزارش از یک گونه «میسلیوم» است که در شرایط رشد غوطه‌ور به چنین خواص هیدروژل‌مانندی دست یافته است و «M. marquandii» را به عنوان یک ماده جدید و امیدوارکننده برای کاربردهای زیست‌پزشکی معرفی می‌کند.
این پژوهش در مجله The Minerals, Metals & Materials Society منتشر شده است.
