اگر علوم پایه را بلد باشید آموختن چیزهای جدید ساده‌تر خواهد بود

به گزارش گروه علم و فناوری آنا، خادم حسینی تحصیلات عالی‌ را از سال 1995 از دانشگاه تورنتو در رشته شیمی و شیمی کاربردی شروع کرد و سال 2001 از این دانشگاه فارغ‌التحصیل شد و پس از آن در انستیتوی تکنولوژی ماساچوست (MIT) در مقطع دکتری شروع به تحصیل کرد و در سال ۲۰۰۵ فارغ‌التحصیل شد. وی از سال ۲۰۰۶ در دانشگاه‌های هاروارد و MIT پروفسور است.

در ادامه مصاحبه ایمیلی ما را با این دانشمند ایرانی می‌خوانید:

چه دستاوردهای تحقیقاتی و پژوهشی‌ای داشته‌اید؟

عمده‌ تحقیقات من در زمینه‌های میان‌رشته‌ای و هدفم غلبه بر موانع موجود در زمینه‌های مهندسی، علوم نانو و پزشکی بوده است. من معتقدم که علی‌رغم پیشرفت‌های خیلی زیاد در زمینه مهندسی پزشکی و بیولوژی، متدولوژی‌های درون‌ آزمایشگاهی (in vitro) فعلی به اندازه کافی دقیق و کمّی نیستند.

برای اطلاع بیشتر از عملکرد سلول‌ها و تنظیم رفتار آنها به داده‌های دقیق کمی و کیفی درون آزمایشگاهی نیاز داریم. در گروه تحقیقاتی من با تلفیق دانش در زمینه‌های مهندسی شیمی و مهندسی مواد، پزشکی، بیولوژی، پزشکی و نانوتکنولوژی، رویکردهای نوآورانه‌ای را برای آنالیز رفتار سلول‌ها و هدایت رفتار سلول‌ها در جهت موردنظرمان در پیش می‌گیریم.

مثلا هیدروژل‌های حاوی سلول را با استفاده از تکنیک پرینت سه‌بعدی به شکل و فرم مورد نظر خود پرینت می‌کنیم و ساختارهایی مانند قلب مصنوعی و استخوان مصنوعی درست می‌کنیم.

علاوه بر این، بایومواد (Biomaerials) با خاصیت چسبندگی و کشسانی بالا تولید کرده‌ایم. این مواد می‌توانند به عنوان چسب (sealant) در عمل‌های جراحی استفاده شوند. یک ریه در حال خونریزی در نظر بگیرید. با استفاده از یک چسب کشسان، جلوی خونریزی را می‌گیریم و با این حساب دیگر عملکرد ریه دچار مشکل نمی‌شود. سیلانت‌های جراحی موجود این‌چنینی چسبندگی و کشسانی را همزمان ایجاد نمی‌کنند. علاوه بر اینها، پروژه‌هایی در زمینه کاربرد تکنیک‌های نساجی در تولید بافت ‌مصنوعی (خصوصا بافت عضله) انجام دادیم.

زمینه دیگری که خیلی به آن علاقه‌مند هستم و تحقیقات گسترده‌ای در مورد آن کردم سیستم‌های آزمایشگاه روی تراشه (lab-on-chip) است. با استفاده از این سیستم‌ها لزومی به آزمودن داروها روی جانوارن نیست. ما پیشرفته‌ترین سیستم‌های Lab-on-chip را با بایوراکتورهای موجود هماهنگ کرده‌ایم و با استفاده بایوسنسورهایی (حسگرهای زیستی) که خودمان طراحی کرده‌ایم، رفتار فیزیولوژیک سلول‌های بدن انسان را بررسی می‌کنیم.

غیر از اینها در زمینه سلول‌های بنیادی هم بسیار فعال هستم. این سلول‌های قابلیت خودنوسازی و تمایز یافتن به سلول‌های دیگر را دارند. هدف ما کنترل تمایز این سلول‌ها و مدیریت رفتار آنها در راستای مورد نظر ماست. معتقدم که این سلول‌ها تاثیر بسیار بزرگی بر تحقیقات آینده و نحوه برخورد ما با بسیاری از بیماری‌های خواهد گذاشت.

چه شد که وارد حوزه ساخت بافت‌های مصنوعی شدید؟ آخرین دستاوردتان در این زمینه چه بوده؟

در دهه‌های گذشته،‌ پیشرفت‌های زیادی در زمینه بافت‌های مهندسی شده زیست‌تقلید (Biomimetic) به دست آمده ‌است. این بافت زیست‌تقلید باید در بعد‌های مختلف طراحی مشابه و عملکرد یکسان با بافت اصلی داشته باشد. تکنیک پرینت سه‌بعدی مواد بیولوژیک به ما امکان فرم‌دهی و ساخت یک بافت مصنوعی حاوی سلول می‌دهد.

موادی که در حال حاضر برای پرینت‌ کردن بافت‌ مصنوعی استفاده می‌شوند نارسانا هستند و کارامدی محدودی دارند. در تحقیقی که در آن موفق به ساخت بافت مصنوعی قلب، کبد و پوست جهت پیوند شدیم، نانوذرات رسانایی به هیدروژل‌ها اضافه کردیم و بعد با استفاده از تکنیک پرینت سه‌بعدی آن هیدروژل‌ها را طبق ساختار مورد (بافت قلب مصنوعی) پرینت کردیم.

این مواد رسانا باعث شد سیگنال الکتریکی بین سلول‌ها بهتر هدایت شود و سلول‌های قلبی این ساختار مصنوعی، مثل یک قلب واقعی می‌تپیدند که منجر به جمع و باز شدن بافت مثل یک قلب واقعی می‌شد. در یک تحقیق جدید‌تر نانوذرات رسانا را به هیدروژل‌هایی حاوی سلول‌های بنیادی موش اضافه کردیم و موفق شدیم این سلول‌های بنیادی را به سلول‌های بافت قلبی تمایز بدهیم و این سلول‌های تمایز یافته با موفقیت می‌تپیدند.

آینده اندام مصنوعی و کلا انسان‌ها را چطور می‌بینید؟ به نظر شما فناوری‌ها و به طور کلی علوم چه تاثیری در زندگی و سلامت ما انسان‌ها خواهند داشت؟ آیا ما به تدریج به سمت «نامیرایی» خواهیم رفت؟

زمینه تحقیقاتی زیست‌ماده‌ها (biomaterials) سرشار از استراتژی‌های جالب و تکنیک‌های نوین برای مهندسی و ساخت مواد دارویی و همچنان بافت‌های مصنوعی است. اما فراموش نکنید که هر فرمولاسین و ترکیب تازه باید به تائید برسید.

کل این پروسه از ایده‌پردازی، تا طراحی فرمولاسیون، ساخت ساختار مورد نظر، بررسی خواص فیزی، مکانیکی و بیولوژیک آن، آماده کردن پروتکل برای تست ‌کردن ماده روی جانوری که مدل خوبی برای آن بیماری باشد و در نهایت معرفی محصول برای استفاده کلینیکی زمان‌بر و هزینه‌بر است.

با این وجود، تحقیقات در زمینه مهندسی بافت سرعت بالایی دارند و نسبت به بقیه زمینه‌های تحقیقاتی با سرعت بیشتری در حال رشد هستند. این تحقیقات نیازمند همکاری و فعالیت محققان در زمینه‌های مختلف مثل شیمی، مواد و پلیمرها، علوم بیولوژیک و زیستی، علوم پزشکی و علوم نانو است.

در همه تحقیقات،‌ هدف نهایی‌ ما تسریع درمان بیمارها، کاهش درد و رنج‌ آنها و اطرافیانشان و بهبود کلی زندگی آدمهاست. نامیرایی هرگز هدف ما نبوده و نخواهد بود و حقیقتش دلایل بیولوژیک فراوانی برای نیاز به مرگ در طبیعت وجود دارد.

از نظر شما، محققان ایرانی تا چه اندازه در زمینه ساخت بافت یا اندام‌های مصنوعی پیشرفت داشته‌اند؟

من با محققان زیادی از ایران در ارتباط هستم و می‌دانم که کنگره‌های مختلفی در زمینه مهندسی بافت و تولید اندام مصنوعی در ایران برگزار شده‌ است. به نظرم ایرانی‌ها تحقیقات خیلی خوبی در این زمینه‌ انجام داده‌ند و پروژه‌های مشترک متفاوتی بین محققان مختلف در جریان است. خوشحالم که این زمینه تحقیقاتی در ایران رو به رشد است و علاقه‌مندان زیادی دارد.

برنامه پژوهشی بعدی شما چیست؟

همانطور که گفتم، زمینه تحقیقاتی دیگری که به آن علاقه‌مندم و مقاله‌های زیادی هم در مورد آن چاپ کردها‌م، سیستم‌های آزمایشگاه روی تراشه (lab-on-ship) است. ایده اصلی این است که اندام‌های و باف‌های بدن انسان را روی یک تراشه کوچک به صورت مینیاتوری بسازیم و رفتار آنها را بازسازی کنیم. در گروه تحقیقاتی من، اندام‌های پیچیده‌ای مثل کبد و قلب را روی تراشه بازسازی کردیم و این اندام‌ها را به یکدیگر وصل کردیم تا پاسخ‌ بیولوژیک کامل‌تری را بازسازی کنیم. از این سیستم برای آزمودن اثر داروهای مختلف و تعیین دوز مورد نظر می‌توانیم استفاده کنیم و در زمینه پزشکی شخصی پیشرفت کنیم.

برای نمونه، می‌توانیم از یک بیمار مبتلا به سرطان کبد، مقداری نمونه بگیریم و بافت کبد سرطانی او را روی یک تراشه بازسازی کنیم و سپس داروهای مختلف را روی آن تراشه آزمایش کنیم و تاثیر این داروها را در کشتن سلول‌های سرطانی ببینیم و ترکیب دارویی و دوز مورد نیاز آن بیمار را بدست بیاوریم. به این ترتیب، به جای آزمودن داروها روی حیوانات، دارو را روی یک تراشه کوچک، روی سلول‌های شخص بیمار بررسی میکنیم.

محبوب‌ترین ابزاری که از آن استفاده می‌کنید چیست؟

گوشی آیفونم را بیشتر از بقیه وسایلم دوست دارم. چون می‌توانم به راحتی با همه در ارتباط باشم و اپلیکیشن‌هایی که می‌خواهم را روی آن نصب کنم.

زمان‌هایی که اوقات فراغت دارید، آیا با گوشی خود بازی می‌کنید؟

مدت خیلی زیادی است که بازی ویدئویی انجام نداده‌ا‌م و آنچنان طرفدارش نیستم.

کلا از چه نرم‌افزارهایی در گوشی‌تان بیشتر از همه استفاده می‌کنید؟

اپلیکیشن مورد علاقه‌ا‌م Evernote است. حتما امتحانش کنید. با این اپلیکیشن می‌توانم هر جا که بخواهم و از هر چیز که بخواهم یادداشت‌برداری کنم. مثلا یک مقاله جالب، یک خبر یا یک ویدئو. می‌توانم همه اینها را در مجموعه یادداشت‌هایم جمع کنم. کنارشان یادداشت شخصی بنویسم و همه اینها در یک‌ جا ذخیره می‌شوند و می‌توانم بعدا، هر وقت که خواستم، مجددا به آنها رجوع کنم. حتی می‌توانم این مطالب را برای دیگران هم بفرستم. در واقع Evernote به من کمک می‌کند که یک آرشیو کامل از چیزهایی که می‌خواهم در دسترس داشته باشم.

آیا از اپلیکیشن‌های پیام‌رسان مثل تلگرام یا واتس‌اپ یا ایمو استفاده می‌کنید؟

از همه این اپ‌ها استفاده می‌کنم. افراد مختلف پلات‌فرم‌های متفاوتی را دوست دارند و من می‌خواهم با همه در ارتباط باشم. گوشی‌ام همیشه کنارم است.

میزان سواد و علمی جوانان ایرانی را در چه سطح می‌بینید؟ چه توصیه‌ای به جوانان ایرانی دارید؟

من فقط تا کلاس ششم ایران بودم. از نظر فرهنگی، فکر می‌کنم فرهنگ ایرانی ارزش و اهمیت بالایی برای آموزش قائل است که واقعا خیلی عالی است. از نظر علمی هم از سیستم آموزش ‌عالی ایران راضی هستم. دانشجوهای ایرانی زیادی برای فرصت مطالعاتی دوره دکتری و یا برای تحقیق در مرحله پست‌دکتری به آزمایشگاه من می‌آیند و از عملکرد و دانش آنها خیلی راضی هستم.

توصیه می‌کنم علوم پایه را خوب یاد بگیرید. اگر علوم پایه (ریاضی، فیزیک، شیمی و زیست) را خوب بلد باشید آموختن چیزهای جدید و یادآوری دانسته‌های قدیمی‌تان ساده‌تر و سریع‌تر خواهد بود.

کلا فضای فناوری و نوآوری در ایران از نظر شما چگونه است؟

ایران جامعه خیلی پویا و رو به رشدی دارد. شنیده‌ام که اپلیکیشن‌های زیادی توسط ایرانی‌ها در برای استفاده در ایران معرفی شده و به نظرم این خیلی فوق‌العاده ‌است.

آیا دوست دارید برای زندگی به ایران برگردید؟

خیلی دوست دارم به ایران بیایم و با جامعه علمی ایرانی در ارتباط باشم. دوست دارم در شهرهای مختلف، فرهنگ آن شهر را حس کنم، آثار باستانی و زیبایی‌های طبیعی ایران را ببینم. فکر می‌کنم ایران کشور فوق‌العاده‌ای است و برای همه ایرانی‌ها آرزوی موفقیت می‌کنم.

گفت‌وگو از نسترن صائبی