علماء اسرائيليون يطورون أول قلب صناعي من خلايا المريض الخاصة باستخدام الطابعة ثلاثية الأبعاد

نجح باحثون في جامعة تل أبيب في طباعة أول قلب ثلاثي الأبعاد في العالم باستخدام خلايا المريض والمواد البيولوجية الخاصة به “لتتناسب تمامًا مع الخصائص المناعية والخلوية والكيميائية الحيوية والتشريحية للمريض”. حتى الآن، تمكن الباحثون من طباعة أنسجة بسيطة ثلاثية الأبعاد تفتقر إلى الأوعية الدموية.

وقال الباحث الرائد دفير تال هذا القلب مصنوع من خلايا بشرية ومواد بيولوجية خاصة بالمريض. في هذه العملية، تكون هذه المواد بمثابة سلالات حيوية، مواد مصنوعة من السكريات والبروتينات التي يمكن استخدامها للطباعة ثلاثية الأبعاد لنماذج الأنسجة المعقدة”. تصريح. “لقد تمكن الناس من طباعة ثلاثية الأبعاد لبنية القلب في الماضي، ولكن ليس مع الخلايا أو الأوعية الدموية. تظهر نتائجنا إمكانات أسلوبنا في هندسة استبدال الأنسجة والأعضاء بطريقة شخصية في المستقبل.”

لوصف عملهم في العلوم المتقدمة، بدأ فريق البحث بأخذ خزعات من الأنسجة الدهنية من الهياكل البطنية المعروفة باسم الثرب في كل من البشر والخنازير. تم فصل المواد الخلوية للنسيج عن تلك التي لم تتم إعادة برمجتها لتصبح خلايا جذعية متعددة القدرات، “خلايا رئيسية” قادرة على تكوين خلايا من طبقات الجسم الثلاثة مع إمكانية إنتاج أي خلية أو نسيج في الجسم.

ثم قام الفريق بتحويل المصفوفة الخارجية – المكونة من الكولاجين والبروتينات السكرية – إلى هيدروجيل يستخدم كحبر للطباعة. تم خلط الخلايا بالهيدروجيل ثم تمايزها إلى خلايا قلبية أو خلايا بطانية (تلك التي تبطن السطح الداخلي للدم والأوعية اللمفاوية) لإنشاء بقع قلبية متوافقة مع المريض ومتوافقة مع المناعة كاملة مع الأوعية الدموية، وفي نهاية المطاف، هندسة القلب بأكملها من المواد “الأصلية” الخاصة بالمريض.

على الرغم من أن الفريق يبشر بالخير، إلا أنه يسارع إلى تذكيرنا بأن قلوبهم ليست جاهزة بعد لزرع البشر. قال دفير: “في هذه المرحلة، قلبنا ثلاثي الأبعاد صغير، وحجم قلب الأرنب”. “لكن قلوب البشر الأكبر تتطلب نفس التكنولوجيا.”بالنسبة للمبتدئين، سيستغرق إنشاء قلب بشري وقتًا أطول ويتطلب مليارات الخلايا – وليس فقط ملايين.

علاوة على ذلك، لا تتصرف القلوب بالحجم الصغير بالضرورة مثل القلوب الكبيرة، حيث تتطلب من الباحثين تطويرهم و “تدريبهم” ليكونوا مثل قلوب البشر وتشكيل قدرة ضخ. حاليًا، يمكن أن تتقلص الخلايا ولكنها لا تعمل معًا. بغض النظر، فإن التطور هو خطوة هائلة للنهوض بزراعة الأعضاء.

أمراض القلب هي السبب الرئيسي للوفاة بين الرجال والنساء في الولايات المتحدة، حيث تعد زراعة القلب هي العلاج الوحيد المتاح لأولئك الذين يعانون من قصور القلب في المرحلة النهائية. لا يتطلب النقص في الجهات المانحة تطوير استراتيجيات جديدة فحسب، بل إن خلق قلوب تكتنف التركيبة البيولوجية الفريدة للمريض قد يمنع خطر الرفض.

وقال دفير يعد التوافق الحيوي للمواد الهندسية أمرًا مهمًا للتخلص من خطر رفض الزرع، الأمر الذي يعرض نجاح مثل هذه العلاجات للخطر”.

“من الناحية المثالية، يجب أن تمتلك المادة الحيوية نفس الخصائص الكيميائية والميكانيكية والطوبوغرافية لأنسجة المريض. هنا، يمكننا الإبلاغ عن نهج بسيط للأنسجة القلبية السميكة والأوعية الدموية والقابلة للطباعة ثلاثية الأبعاد المطابقة تمامًا للأنسجة المناعية والخلوية والكيميائية الحيوية والكيميائية الخصائص التشريحية للمريض “. بعد “تدريب” القلوب على الضخ بكفاءة، يأمل الفريق في زرعها في الحيوانات لإجراء مزيد من الاختبارات.

ترجمة: نور ابراهيم

المصادر: 1