نجح فريق من المهندسين البيولوجيين للمرة الأولى في بناء نموذج كامل لنخاع العظم البشري داخل المختبر، ما يمثل نقلة نوعية في مجال الهندسة الحيوية ويقرب العلماء من محاكاة «مصنع الدم» البشري بشكل غير مسبوق.
وأكدت جامعة بازل السويسرية والمستشفى التابع له، أن هذا الاختراق سيسهم في تقليل الاعتماد على التجارب الحيوانية في أبحاث سرطان الدم واختبار الأدوية، لكون النموذج الجديد يحاكي بدقة أحد أكثر أنسجة الجسم تعقيداً وحيوية.
ويُعد نخاع العظم مركز إنتاج الدم، حيث يضخ يومياً مليارات الخلايا، ويضم شبكة معقدة من الخلايا المتخصصة، تشمل خلايا العظام والأوعية الدموية والأعصاب والخلايا المناعية، تعمل جميعها داخل بيئات مجهرية تُعرف بـ«المنافذ». ويكتسب فهم هذه البنية أهمية مضاعفة عند اضطرابها كما يحدث في سرطانات الدم.
وتعتمد الأبحاث التقليدية على نماذج حيوانية أو أنظمة خلوية بسيطة لا تستطيع تكرار التعقيد الحقيقي للنخاع البشري، ما دفع الباحثين إلى تطوير بديل أكثر دقة. واستند العلماء في التصميم إلى مكونين رئيسيين، هياكل داعمة وخلايا بشرية متخصصة. وصمم الفريق هيكلاً عظمياً اصطناعياً من مادة هيدروكسيباتيت، وهو المعدن الأساسي في العظام والأسنان، ثم أدخلوا إليه خلايا بشرية أُعيدت برمجتها إلى خلايا جذعية متعددة القدرات. وتمكنت هذه الخلايا، بفضل الإشارات الحيوية داخل البيئة الهندسية، من إنتاج مختلف أنواع الخلايا الضرورية لتكوين نخاع العظم، مثل خلايا العظام والأوعية الدموية والأعصاب. ودمج الباحثون هذه الخلايا داخل البنية الاصطناعية قبل أن يوجهوا تطورها لتشكيل نظام نخاع عظم كامل.وكشف الفحص أن البناء ثلاثي الأبعاد الناتج، الذي يبلغ قطره 8 ملم وسُمكه 4 ملم، يُحاكي بدقة تجويف العظم البشري، وتمكن من الحفاظ على عملية تكوين الدم في المختبر لأسابيع.
ويتوقع الباحثون أن يمهد هذا الإنجاز الطريق نحو تصميم خطط علاجية شخصية لمرضى سرطان الدم، عبر إنشاء نماذج فردية لنخاع العظم باستخدام خلايا كل مريض، ثم اختبار العلاجات داخل المختبر لتحديد الأكثر فاعلية. ومع ذلك، يشير الفريق إلى الحاجة لتطوير إضافي وتقليل حجم النموذج لتوسيع استخدامه في اختبار الأدوية.
المصدر : صحيفة الخليج