اختراق في مجال الأعضاء الاصطناعية التي تشكل أوعيتها الدموية الخاصة

بحسب ما ورد في مجلة Nature، نجح باحثون في تطوير نماذج مصغرة للأعضاء هي الأكثر تقدماً على الإطلاق، والتي يمكنها توليد أوعية دموية مغذية ذاتياً.

تحتوي هذه الهياكل، التي تحاكي القلب والكبد والرئتين والأمعاء، على مجموعة متنوعة من أنواع الخلايا والتنظيم المعقد الذي لم يسبق رؤيته في النماذج السابقة.

لطالما استُخدمت العضويات - وهي هياكل خلوية صغيرة ثلاثية الأبعاد - لدراسة الأمراض واختبار الأدوية. ومع ذلك، تفتقر معظم العضويات إلى الأوعية الدموية، مما يحد من حجمها ووظيفتها ونضجها. على سبيل المثال، تحتاج الكلى إلى أوعية دموية لتصفية الدم، وتحتاجها الرئتان لتبادل الغازات.

في الشهر الماضي، نشر فريقان بحثيان مستقلان في مجلتي "ساينس" و"سيل" بحثًا حول كيفية إنشاء عضيات وعائية منذ البداية. بدأ الفريق بالخلايا الجذعية متعددة القدرات، ثم تلاعبوا بتمايزها لإنشاء كلٍّ من أنسجة الأعضاء وخلايا الأوعية الدموية.

وقال أوسكار أبيليز، خبير الخلايا الجذعية بجامعة ستانفورد والمؤلف المشارك في دراسة القلب والكبد: "تظهر هذه النماذج حقًا قوة النهج الجديد".

في البداية، كانت فرق البحث تخلط في كثير من الأحيان أنسجة الأوعية الدموية مع أنسجة أخرى بشكل منفصل في "نموذج أنبوب اختبار يجمع بين العديد من العضويات أو الخلايا الأخرى"، لكن هذا النهج لا يزال لم ينجح في إعادة إنتاج البنية الحقيقية بشكل كامل.

جاء هذا الاكتشاف من اكتشافٍ صدفة، أثناء زراعة الخلايا الظهارية. لاحظت عدة مجموعات بحثية، منها جامعة ميشيغان، أن العضيات تُنتج تلقائيًا المزيد من الخلايا البطانية الوعائية. وبدلًا من القضاء عليها، سعوا إلى "محاكاة" هذه الظاهرة في العضيات المعوية.

مع وضع هذا الدليل في الاعتبار، حاول ييفي مياو وزملاؤه في معهد علم الحيوان التابع للأكاديمية الصينية للعلوم التحكم في النمو المشترك للخلايا الظهارية وخلايا الأوعية الدموية في طبق الزراعة نفسه. في البداية، كان هذا صعبًا لأن نوعي الخلايا يحتاجان إلى إشارات جزيئية متعاكسة للنمو. ومع ذلك، وجد الفريق طريقة لضبط توقيت إضافة الجزيئات المحفزة، مما يسمح لكليهما بالنمو معًا.

نتيجةً لذلك، تمايزت عضيات الرئة، عند زراعتها في الفئران، إلى أنواع عديدة من الخلايا، بما في ذلك خلايا خاصة بالحويصلات الهوائية - موقع تبادل الغازات. وعند نموها على سقالة ثلاثية الأبعاد، رتبت نفسها ذاتيًا في هياكل تشبه الحويصلات الهوائية. وقد قيّم جوزيف بينينجر، الخبير في مركز هيلمهولتز لأبحاث العدوى (ألمانيا)، هذه الخطوة بأنها خطوةٌ إلى الأمام مثيرةٌ للاهتمام.

وبالمثل، ابتكر أبيليز عضيات قلبية تحتوي على خلايا عضلية وأوعية دموية وأعصاب. شكّلت الأوعية الدموية فروعًا صغيرة تمتد عبر الأنسجة. كما نتج عن هذا النهج أكباد مصغّرة تحتوي على العديد من الأوعية الدموية الدقيقة.

مع ذلك، لا تزال العضويات الحالية تحاكي المراحل المبكرة من التطور الجنيني فقط. يقول بينينجر إنه لكي تعمل العضويات كأعضاء حقيقية، سيتعين على العلماء تطوير أوعية دموية أكبر، وأنسجة داعمة، وأوعية لمفاوية. ويتمثل التحدي التالي في "فتح الصمامات" للأوعية الدموية لحمل التدفق الفعلي. ويضيف: "هذا مجال مثير للاهتمام للغاية".

المصدر: https://baoquocte.vn/dot-pha-noi-tang-nhan-tao-tu-hinh-thanh-mach-mau-320722.html