fa eu fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fr en en de fa ar fa arz ar fa fa fa fa fa en fa fa fa fa fa en en en fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa ko fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa ur fa fa fa en
وقتی علی 12 ساله بود، سرگرمی‌اش در خانه بازی‌های ویدئویی و مطالعه بود و از ورزش‌های بیرون از خانه نیز لذت می‌برد. درس‌های مورد علاقه‌اش در مدسه ریاضی و علوم بود. در دوره‌های گوناگون شغل‌های مختلفی را برای آینده‌اش انتخاب می‌کرد، از ورزشکار حرفه‌ای و شطرنج‌باز گرفته تا معلم دبیرستان. اما بعدها که به دانشگاه رفت و به اشتیاقش به پژوهش پی برد، دلش خواست که دانشمند شود.
در تابستان سومین سالی که در دانشگاه تورنتو مهندسی شیمی می‌خواند، این فرصت برایش فراهم شد که تحت نظر دکتر مایکل سفتون در پژوهشی در حوزه زیست‌ماده برای دانشجویان دوره کارشناسی مشارکت داشته باشد. برایش بسیار جذاب بود که ببیند دانش مهندسی که در دانشگاه سرگرم تحصیلش بود به کار حل مشکلات مهم پزشکی می‌آید.
خادم‌حسینی مدتی استاد دانشکده پزشکی هاروارد و مدیر «پژوهشگاه نوآوری زیست‌مواد» بود که طرحی پیشگام در ساخت مواد مهندسی‌شده برای کاربردهای زیست‌پزشکی است. پس از آن به «برنامه علوم سلامت و فناوری» پیوست که یکی از بزرگ‌ترین همکاری‌های دانشگاهی میان هاروارد و ام‌آی‌تی در نیم قرن گذشته است. از آبان 1396 به دانشگاه کالیفرنیا در لس‌آنجلس پیوست و مدیر بنیانگذار «مرکز درمان‌های کم‌تهاجمی» در این دانشگاه است.
خادم‌حسینی تلاش می‌کند با ادغام مهندسی و پزشکی انواع گوناگونی از راهکارهای تشخیصی و درمانی را ابداع کند. برای مثال، گروه او با بهره‌گیری از پیشرفت‌هایی که در زمینه زیست‌شناسی سلول‌های بنیادی، چاپ سه‌بعدی و علم مواد صورت گرفته، راه‌هایی برای مهندسی بافت‌های مصنوعی ابداع می‌کند. او می‌گوید «پژوهش‌های ما می‌توانند با ساخت درمان‌های ماندگاری که می‌توانند در بسیاری از انواع مختلف بیماری‌ها، از سرطان گرفته تا زخم‌ها و نارسایی اندام‌ها در نتیجه پیری، به بیماران کمک کنند، تاثیر چشمگری در پزشکی داشته باشند. کار ما از توانایی تغییر شیوه درمان برخوردار است.»
خادم‌حسینی نویسنده بیش از 600 مقاله علمی و فصل در کتاب‌ها است که تاکنون بیش از 55 هزار بار (که 75 درصد آنها در پنج سال گذشته بوده) به آنها ارجاع داده شده و شاخص اچ او در علم‌سنجی را به 123 رسانده‌اند. او در چند سال گذشته همواره از سوی موسسه تامسون رویترز به عنوان یکی از «تاثیرگذارترین اندیشمندان جهان» انتخاب شده و نامش در فهرست «پرارجاع‌ترین پژوهشگران» موسسه وب آو ساینس آمده است. این فهرست اختصاص به پژوهشگرانی دارد که آثارشان در رتبه یک درصد نخست پرارجاع‌ترین آثار هر رشته در سال جای می‌گیرد. او ضمنا عضو هیات دبیران ژورنال‌های بسیاری با ضریب اثرگذاری بالا مانند ای‌سی‌اس نانو، اسمال، بایوفابریکشن، لب آنِ چیپ، و بایوماکرومولکولز است.
خادم‌حسینی برنده بیش از 40 جایزه ملی و بین‌المللی مهم، ازجمله جایزه سال 2011 ریاست‌جمهوری آمریکا برای دانشمندان و مهندسان تازه‌کار، است و در بسیاری از انجمن‌های علمی، چه در آمریکا و چه در کشورهای دیگر، ازجمله «انجمن پیشبرد علوم آمریکا» و «انجمن سلطنتی شیمی»، عضویت دارد.
خادم‌حسینی مرد خانواده است. می‌گوید «وقتی خانه هستم دوست دارم با پسرم بازی کنم و چیزهایی یادش بدهم. عاشق اینم که با پسرم وقت بگذرانم! گذشته از این، دوست دارم با دوستانم هم وقت بگذرانم. همسرم نیز همیشه حامی من بود و سعی می‌کنیم در روزهای آفتابی لس‌آنجلس با هم بیرون برویم و در جاده‌های کالیفرنیا رانندگی کنیم.»
دوست دارد به عنوان یک استاد راهنمای خوب نیز شناخته و به یاد آورده شود. می‌گوید «به تمام کسانی که با من در تماس هستند اهمیت می‌دهم و تمام تلاشم را انجام می‌دهم تا مطمئن شوم که زندگی خوبی داشته باشند.» بسیاری از دانشجویان سابقش و پژوهشگران پسادکتری که در آزمایشگاه او بوده‌اند اکنون به عنوان پژوهشگرانی موفق در معتبرترین دانشگاه‌های جهان کار می‌کنند. به همین دلیل است که از ام‌آی‌تی عنوان استاد راهنمای برجسته دانشجویان کارشناسی را دریافت کرده است.
بسیاری از دانشجویانی که علاقه‌مند هستند با خادم‌حسینی کار کنند، به‌ویژه از ایران و کشورهای دیگر خاورمیانه، تلاش می‌کنند به آزمایشگاه او راه پیدا کنند. می‌گوید «همیشه خودم را جای یکی از کسانی می‌گذارم که برای پیوستن به آزمایشگاه من درخواست می‌دهند. مهم‌ترین توصیه‌ام به همه دانشجویان این است که نخست چیزهای مختلف را امتحان و علاقه خود را پیدا کنند.» به عقیده خادم‌حسینی یک پژوهشگر باید باور داشته باشد که دارد مساله مهمی را حل می‌کند. به نظر او «کاری که انجام می‌دهیم فقط برای سرگرمی نیست، مثل حل جدولی که در نهایت برای کسی اهمیتی ندارد. اگر کارتان را درست انجام بدهید، می‌توانید اثرگذار باشید، می‌توانید جهان را تغییر دهید.»
زیست‌سازی شاید متعلق به آینده نسبتا دور باشد، اما با این حال آینده پزشکی به نظر می‌رسد
زیست‌سازی شبیه واژه‌ای است که تمام رویاهای خوب یک بیمار نیازمند پیوند و یک مهندس زیستی را یکجا در خود مجسم می‌کند. اگر کلیه‌هایتان از کار افتاده باشند، دوست دارید یک جفت کلیه نو برایتان چاپ شود؟ اگر هیچ ریه‌ای با سازگاری بافتی برای بیمار در آستانه مرگ شما در دست نباشد، دوست دارید با استفاده از سلول‌های خودش یک جفت ریه نو برایش چاپ کنید؟ آیا این به نظرتان شبیه نمونه‌ای افراطی از تبدیل علم به جادو است؟
بافت‌ها و اندام‌های موجودات زنده نتیجه فرایندهای تکوینی با برنامه‌ریزی ژنتیکی هستند که طی مدتی دراز تکامل یافته‌اند. اکنون به نظر می‌رسد که زیست‌سازی به جایگزینی مصنوعی برای ساخت بافت‌ها و حتا اندام‌های کامل تبدیل شده است: حیات نسخه دوم. و نیاز به حیات نسخه دوم زمانی از همه مبرم‌تر است که حیات نسخه نخست از کار افتاده باشد؛ نوعی زندگی پس از زندگی.
جمعیت جهان در دهه‌های آینده پیرتر خواهد شد و برآورد می‌شود که تعداد افراد بالای 65 سال تا 2050 دو برابر شود و یک ششم از کل جمعیت جهان را تشکیل دهد. شیوه‌های کنونی درمان، ازجمله مفصل مصنوعی و پیوند عضو، با مشکلات بسیاری همچون عفونت، تومورهای بدخیم، ضرورت سرکوب دستگاه ایمنی و کمبود اندام برای پیوند روبه‌رو هستند. سازه‌های سه‌بُعدی و سایر درمان‌های بازساختی یا ترمیمی گزینه مطمئنی برای مقابله با فرسودگی طبیعی اندام‌های این جمعیت پیر از طریق جراحی‌های کم‌تهاجمی فراهم می‌کنند.
چاپ کُن یا بمیر
اصل پایه چاپ زیستی ساخت افزایشی یا معجونی از سلول‌ها، الیاف و ژل است که لایه به لایه روی هم چاپ می‌شود. به این ترتیب فناوری چاپ سه‌بعدی به عنوان ابزاری نیرومند برای قرار دادن دقیق سلول‌ها در یک ماتریس نقشی محوری در زیست‌سازی دارد.
بسیاری از بافت‌ها از چندین نوع سلول تشکیل می‌شوند. بنابراین بهترین حالت این است که به جای استفاده از سلول‌های بنیادی و ماندن در انتظار تمایزیابی آنها تمام انواع این سلول‌ها با هم چاپ شوند. پژوهشگران امیدوارند که این بافت‌های چاپ‌شده در ادامه خود را از نو سازمان‌دهی کنند و شکل ساختاری کاملا بالغ و به‌هم‌پیوسته را به خود بگیرند.
در حال حاضر فهرست سازه‌ها، یا چیزهایی که می‌توان با این جوهر زیستی چاپ کرد، طولانی است و طیفی از بافت‌ها نظیر پوست، زردپی، غضروف، استخوان، رگ خونی، عصب، سلول‌های جزیره‌ای لوزالمعده، نای، و همچنین اندام‌های کاملی مانند کلیه، مثانه، کبد، ریه، قلب و غیره را در بر می‌گیرد.
این بافت‌ها و اندام‌ها را می‌توان هم در درمان و هم در پژوهش به کار برد: آنها می‌توان به عنوان جانشینی در افراد نیازمند پیوند به کار گرفت و با بافت یا اندام آسیب‌دیده تعویض کرد. و از سوی دیگر می‌توان از آنها به عنوان مدلی واقع‌گرا برای آزمودن داروهای جدید و کشف سازوکارهای زیست‌شناسی سلول استفاده کرد و کاربرد جانوران در پژوهش را کاهش داد.
جوهر زیستی مورد استفاده در چاپ سه‌بعدی در واقع یک زیست‌ماده آکنده از سلول است که به خورد دستگاه چاپگر داده می‌شود. برای مثال، جوهری که برای چاپ زیستی استخوان به کار می‌رود آبژل حاوی سلول، سرامیک‌های زیست‌فعال و عوامل رشد است که باید در دمای عادی بدن پایدار باشند. آبژل‌ها در واقع شبکه‌هایی از پلیمرهای آب‌دوست مانند کلاژن یا پلی‌ساکاریدها هستند که وقتی آب دریافت کنند به شکل ژل درمی‌آیند (بیش از 90 درصدشان آب است). در اصل آبژل مانند یک بافت طبیعی است که از تمام سلول‌هایش خالی شده باشد. پژوهشگران برای آنکه به آبژل‌ها شکل سه‌بعدی استواری بدهند به تقلید از داربست یک بافت طبیعی از نانوالیاف برای پیوندهای تقاطعی استفاده می‌کنند. و به عنوان واسطه‌ای عمل می‌کنند که می‌توان با افزودن مولکول‌های پیام‌رسان زیستی به آنها سلول‌ها را مدیریت کرد.
رایج‌ترین آبژل در چاپ زیستی آلژینات، یا نمک‌های اسید آلژینیک است، پلی‌ساکاریدی که از جلبک قهوه‌ای به دست می‌آید. آلژینات در تماس با آب به صمغی چسبناک و پرروزن تبدیل می‌شود و به دلیل ارزانی و طبیعت زیست‌سازگارش بیش از همه مواد زیستی به کار می‌رود. یک ماده زیستی دیگر که درباره کاربردش به عنوان جوهر زیستی دارد تحقیق می‌شود فیبروین ابریشم است که هم از کرم ابریشم و هم از تار عنکبوت به دست می‌آید.
آنچه هم‌اکنون با تکنولوژی سه‌بعدی چاپ می‌شود داربست‌هایی است که در مرحله بعد می‌توان آنها را با سلول‌های بافت مورد نظر بذرافشانی کرد. اما اکنون پرینت زیستی سه‌بعدی یک گام دیگر به جلو برداشته و از جوهر زیستی حاوی سلول‌ها و مواد زیست‌فعال استفاده می‌کند و مزیت‌های بسیاری نسبت به چاپ دومرحله‌ای «سنتی» دارد.
استخوان‌ها ازجمله پرتقاضاترین بافت‌ها در جراحی‌های پیوند هستند. استخوان در نتیجه عوامل بسیاری همچون ناهنجاری‌های مادرزادی، ضربه، بیماری یا جراحی ممکن است آسیب ببیند. پیوند استخوان برای ترمیم ساختار و کارکرد معمولا از بدن همان شخص تامین می‌شود یا از سوی شخص دیگری اهدا می‌شود، و از آنجا که این پیوند حتما باید سالم باشد، باید آن را منبعی محدود به شمار آورد. و زیست‌مواد مصنوعی نیز این خلاء را به درستی پر نمی‌کنند. هرچه باشد، استخوان بافت زنده پیچیده‌ای با رگ‌های خونی است و استفاده از این فناوری در درمان می‌تواند با مشکلاتی همچون واکنش ایمنی یا نداشتن ویژگی‌های مکانیکی مناسب یا توان جوش خوردن با محل پیوند در بدن گیرنده همراه شود.
در آینده نسبتا نزدیک
با در نظر گرفتن تمام این چالش‌های هولناک، تعجبی ندارد که چاپ سه‌بعدی به یکی از مرزهای حوزه پژوهشی پزشکی بازساختی تبدیل شد که با سرعت رو به پیشرفت است. ساخت سازه‌های سفارشی پیچیده برای درمان بازساختی شخصی در این اواخر توجه بسیاری از پژوهشگران را به خود جلب کرده است.
بیشتر آنچه در بالا گفته شد و خیلی بیش از این در قلمرو پژوهشی علی خادم‌حسینی، استاد مهندسی زیستی و مدیر «مرکز درمان‌های کم‌تهاجمی» دانشگاه کالیفرنیا در لس‌آنجلس قرار می‌گیرد. او که یکی از پیشروترین متخصصان مهندسی بافت در سطح جهانی است، تصدیق می‌کند که در حال حاضر هدف اصلی چاپ زیستی کاربرد آزمایشگاهی آن برای کاهش تعداد داروهای بی‌اثر است. به این روش آزمودن داروهای مختلف روی بافت بی‌همتای هر بیمار به لحاظ ژنتیکی در خارج از بدنش پیش از تجویز آن دارو برای او امکان‌پذیر می‌شود.
خادم‌حسینی، برگزیده جایزه مصطفی(ص) 2019 برای «آبژل‌های نانو و میکروساخت برای کاربردهای زیست‌پزشکی»، می‌پذیرد که بیشتر آنچه در رویاپردازی‌های رشته چاپ زیستی دیده می‌شود، به‌ویژه به شکل پیوند از طریق قرار دادن سلول‌ها در سازه‌ای چاپ‌شده و تبدیل آن به یک بافت زنده کارکردی، «هنوز متعلق به آینده نسبتا دور است.» در آینده، حتما می‌توانیم با استفاده از داده‌های ژنومی هر شخص برای او بافت‌ها و اندام‌های سفارشی بسازیم.
این نوع آزمایش‌ها هم‌اکنون در جریان است و نتایج آنها برای بهبود قابلیت پیش‌بینی وارد الگوریتم‌های یادگیری ماشینی می‌شود. اگرچه چالش‌ها بی‌کران و بی‌شمارند، اما آن‌طور که خادم‌حسینی در گفت‌وگویی با رسانه دانشکده مهندسی ساموئلی در دانشگاه کالیفرنیا در لس‌آنجلس می‌گوید، «مطمئم که با گذشت زمان خواهیم توانست همه آنها را حل کنیم.» هم‌اکنون انبوهی از پژوهشگران خاورمیانه‌ای دارند در معتبرترین دانشگاه‌های جهان، ازجمله دانشگاه کالیفرنیا در لس‌آنجلس و دانشکده پزشکی هاروارد، روی موضوعات مشابه کار می‌کنند.
تمام این بحث‌های مربوط به چاپ زیستی بسیاری از افراد را به یاد سریال تلویزیونی «دنیای غرب» می‌اندازد که بر اساس اثری از مایکل کرایتون که در سال 1973 نوشته شده ساخته شده است. تیتراژ ابتدایی سریال دو چاپگر سه‌بعدی را نشان می‌دهد که همزمان کار می‌کنند و از دهانه‌هایشان آخرین مراحل دستگاه‌های اسکلتی-ماهیچه‌ای، گردش خون و سرانجام پوست میزبان‌های روباتی یک شهر بازی همراه با اسب‌ها و تفنگ‌هایشان بیرون می‌آید. اما در سرتاسر جهان آزمایشگاه‌های بسیاری هستند که با تمام توان سرگرم پژوهش و ساخت تک‌تک ابعاد این ایده هستند. بسیاری از این تخیلات به زودی تبدیل به علم واقعی خواهند شد.
از رویداد های جایزه مصطفی(ص) مطلع شوید!
ستاد ارتباطات و اطلاع رسانی جایزه مصطفی(ص)، جهت انتشار اخبار جایزه، ماهانه خبرنامه ای را منتشر می کند. بخش های مختلف دبیرخانه شامل ارتباطات و اطلاع رسانی، امور بین الملل، برنامه ریزی و مستندسازی، تشریفات و مراسم، صندوق و وقف می باشد.