"إنجاز ضخم" يمكن أن يساعد في اختبار الأدوية المنقذة للحياة

ابتكر العلماء في جامعة كولومبيا مجموعة من الأعضاء البشرية الحقيقية، والصغيرة جدا، التي تتفاعل على شريحة، وهو "إنجاز ضخم" يمكن أن يساعد في اختبار الأدوية المنقذة للحياة.

وتمكّن قائد المشروع البروفيسور غوردانا فونجاك نوفاكوفيتش وفريقه من تشكيل "قلب وعظام وكبد وجلد بشري، قياس كل منها نحو ملليمتر واحد، مُهندَسة ومرتبطة بتدفق الأوعية الدموية مع الخلايا المناعية المنتشرة"، على جهاز بحجم شريحة مجهر تقريبا.

استنساخ أعضاء بشرية صغيرة على رقاقة لمحاكاة جسم المريض لأول مرة على الإطلاق

Kacey Ronaldson-Bouchard/Columbia Engineering

استنساخ أعضاء بشرية صغيرة على رقاقة لمحاكاة جسم المريض لأول مرة على الإطلاق

Keith Yeager/Columbia Engineering

وترتبط الأعضاء الموجودة على الشريحة وراثيا وجسديا عن طريق تدفق الخلايا المناعية بينها، ما يعني أنها يمكن أن تحاكي كيفية عمل جسم الإنسان الفعلي.

ويقول العلماء إنه يمكن استخدام الأعضاء المزروعة قريبا لاختبار كيفية استجابة جسم شخص ما للعلاجات الدوائية المختلفة، لذلك يمكن للأطباء التأكد من أنهم يقدمون العلاج الأكثر تخصيصا وفعالية لكل مريض.

وقال فونجاك نوفاكوفيتش في بيان له، في South West News Service: "هذا إنجاز ضخم بالنسبة لنا".

وتابع قائلا: "بعد 10 سنوات من البحث عن الأعضاء على الرقائق، ما زلنا نجدها رائعة. عضلة القلب النابض والكبد المستقلب والجلد والعظام العاملان اللذان ينموان من خلايا المريض".

ونُشرت ورقة بحيثة تصف الرقاقة في مجلة Nature Biomedical Engineeringيوم الأربعاء.

ويوفر هذا الاختراق، الذي طال انتظاره، نموذجا غير جراحي لتفاعلات الأعضاء الحقيقية، استنادا إلى الحمض النووي للشخص الحقيقي، "يعمل بطريقة تحاكي الاستجابات التي قد تراها في المريض"، كما قالت مؤلفة الدراسة المشاركة، الدكتورة كايسي رونالسون-بوشار.

وأضافت: "إن توفير الاتصال بين الأنسجة مع الحفاظ على أنماطها الظاهرية الفردية يمثل تحديا كبيرا".

وكانت مراقبة تفاعل هذه الأعضاء أمرا ضروريا، بدلا من توليد أعضاء منفصلة بشكل فردي.

وأوضحت رونالسون-بوشار: "في الجسم، يحافظ كل عضو على بيئته الخاصة، بينما يتفاعل مع الأعضاء الأخرى عن طريق تدفق الأوعية الدموية التي تحمل الخلايا المنتشرة والعوامل النشطة بيولوجيا. لذلك اخترنا ربط الأنسجة عن طريق الدورة الدموية مع الحفاظ على مكانة الأنسجة الفردية الضرورية للحفاظ على إخلاصها البيولوجي، ومحاكاة الطريقة التي ترتبط بها أعضاؤنا داخل الجسم".

وسبب تضمين هذه الأعضاء الأربعة المعينة في الرقاقة يتعلق بأصولها الجنينية المتباينة وهيكلها ووظيفتها.

ووقع تطوير كل منها في حجرات محسَّنة خاصة بها على الرقاقة، مفصولة بحاجز بطاني رقيق يسمح بالدوران الوعائي بينهما، لا سيما تبادل الخلايا الأحادية والبلاعم، الخلايا المناعية التي توجه كيفية استجابة الأنسجة للعوامل الخارجية.

ووقع استخدام عينة دم بسيطة من الخلايا الجذعية الخاصة بالمرضى لتنمية أنسجة استنساخهم في غضون أربعة إلى ستة أسابيع فقط.

ووضع الباحثون في الاعتبار اختبار عقاقير السرطان أثناء التجارب - باستخدام دوكسوروبيسين، وهو علاج كيميائي، كمثال أثناء الدراسة.

ومن بين الآثار الجانبية الأخرى احتمال حدوث تسمم القلب، أو تلف أنسجة القلب الناجم عن بعض أشكال السموم.

وقارنوا تأثيرات الدواء على أعضاء الرقائق بتقارير الدراسات السريرية للعقار نفسه.

وقال فونجاك نوفاكوفيتش، الذي تصدر عناوين الأخبار سابقا عندما أظهرت أنه يمكن إحياء الأعضاء البشرية الخاملة من خلال ربطها بالخنازير الحية.

وتتنوع الاستخدامات المحتملة في البحث والتكهنات على نطاق واسع عبر مجموعة متنوعة من الأمراض الجهازية، بما في ذلك السرطان و"كوفيد-19" - وهي المجالات التي يواصل فريق جامعة كولومبيا دراستها، بالإضافة إلى تطوير شريحة معيارية وسهلة الاستخدام حتى يتمكن المزيد من الأطباء والعلماء من القيام بذلك. وضع أيديهم على الأداة.

وأضاف فونجاك نوفاكوفيتش: "نحن متحمسون لإمكانية هذا النهج"، مشيرا إلى أنه يهدف إلى فهم كيفية مهاجمة المرض "مريض واحد في كل مرة".