تصميم روبوتات من خلايا بشرية لعلاج أنسجة متضررة
تاريخ النشر: 3rd, December 2023 GMT
ديسمبر 2, 2023آخر تحديث: ديسمبر 2, 2023
المستقلة/- طوّر العلماء روبوتات صغيرة مصنوعة من خلايا بشرية قادرة على إصلاح الأنسجة العصبية التالفة. تم تصنيع “الروبوتات” باستخدام خلايا القصبة الهوائية البشرية، و يمكن استخدامها في المستقبل في الطب الشخصي.
يقول أليكس هيوز، مهندس الأحياء بجامعة بنسلفانيا في فيلادلفيا، إن البحث «يشير إلى الطريق إلى «هندسة الأنسجة 2.
كان عالم الأحياء التنموي مايكل ليفين بجامعة تافتس في ميدفورد بولاية ماساتشوستس و زملاؤه قد طوروا في السابق روبوتات صغيرة تستخدم كتلًا من خلايا الضفادع الجنينية. لكن التطبيقات الطبية لهذه “الزينوبوتس” كانت محدودة، لأنها لم تكن مشتقة من خلايا بشرية و لأنه كان لا بد من نحتها يدويًا بالشكل المطلوب.
لقد طور الباحثون الآن روبوتات ذاتية التجميع و يدرسون إمكاناتها العلاجية باستخدام الأنسجة البشرية المزروعة في المختبر. و قاموا بنشر النتائج التي توصلوا إليها في مجلة العلوم المتقدمة.
قام ليفين و فريقه بزراعة خلايا كروية من خلايا جلد القصبة الهوائية البشرية في مادة هلامية لمدة أسبوعين، قبل إزالة المجموعات و زراعتها لمدة أسبوع في محلول أقل لزوجة. تسبب هذا في انتقال شعيرات صغيرة على الخلايا تسمى الأهداب إلى الخارج من الأجسام الشبه الكروية بدلاً من الداخل. كانت هذه الأهداب بمثابة مجاذيف، و وجد الباحثون أن الروبوتات الناتجة و التي يحتوي كل منها على بضع مئات من الخلايا غالبًا ما تسبح في أحد الأنماط العديدة. سبح البعض في خطوط مستقيمة، و البعض الآخر سبح في دوائر أو أقواس، و البعض الآخر تحرك بشكل فوضوي.
و لأختبار الإمكانات العلاجية للروبوتات البشرية، وضع ليفين و زملاؤه عدة منها في طبق صغير. وهناك، اندمجت الروبوتات معًا لتشكل “روبوتًا خارقًا”، وضعه الباحثون على طبقة من الأنسجة العصبية التي تم خدشها. و في غضون ثلاثة أيام، شفيت صفيحة الخلايا العصبية تمامًا تحت الروبوت العملاق. كان هذا مفاجئًا، كما يقول المؤلف المشارك في الدراسة جيزيم جوموسسكايا، و هو عالم الأحياء التطوري أيضًا في جامعة تافتس، لأن خلايا الإنسان الآلي كانت قادرة على أداء وظيفة الإصلاح هذه دون الحاجة إلى أي تعديل وراثي. و قال: “ليس من الواضح أنك ستحصل على هذا النوع من الاستجابة”.
للمضي قدمًا، يعتقد ليفين و جوموسكايا و زملاؤهما أن الروبوتات المصنوعة من أنسجة الشخص نفسه يمكن استخدامها لتنظيف الشرايين، أو تفتيت المخاط، أو توصيل الأدوية، مع أو بدون الهندسة الوراثية. و من خلال الجمع بين عدة أنواع من الخلايا و أستكشاف محفزات أخرى، و قد يكون من الممكن أيضًا تطوير الروبوتات الحيوية و روبوتات مصنوعة من مواد بيولوجية مع تطبيقات محتملة في البناء المستدام و أستكشاف الفضاء الخارجي.
يقول ليفين: “بمجرد أن نفهم ما هي استعداد مجموعات الخلايا و ما هي قادرة على القيام به، يمكننا أن نبدأ في السيطرة على ذلك، ليس فقط بالنسبة للروبوتات المستقلة، و لكن أيضًا للطب التجديدي”، بما في ذلك إعادة نمو الأطراف.
المصدر:https://www.nature.com/articles/d41586-023-03777-x
المصدر: وكالة الصحافة المستقلة
كلمات دلالية: من خلایا
إقرأ أيضاً:
اكتشاف يعيد الأمل في إنقاذ حياة مرضى النوبات القلبية الخطيرة
الجديد برس|
اكتشف فريق من العلماء عاملًا وراثيًا خاملًا يمكن إعادة تنشيطه لتجديد أنسجة القلب ومنع تدهور حالة قصور القلب والضرر طويل الأمد الناتج عن الإصابة بنوبة قلبية خطيرة.
نسيج ندبي
نقلًا عن دورية Nature Cardiovascular Research نشر موقع New Atlas أن هناك نسيجا ندبيا يتكون عادة، بعد الإصابة بنوبة قلبية، للسماح للقلب بالحفاظ على شكله، ولكن الجانب السلبي هو أن هذا النسيج لا ينبض. بمرور الوقت، يمكن أن يؤدي ذلك إلى عدم انتظام في الإيقاع، والذي يمكن أن يتطور إلى نوبات قلبية أخرى وفي النهاية قصور القلب.
مسار علاج محتمل
ولأن هناك نوعا من الأسماك هو تحديدًا سمك الزيبرا يمكنه إصلاح أنسجة القلب التالفة كما لو كان خدشًا عميقًا في الجلد، وبالتالي يمكنه استعادة وظيفة القلب بالكامل في أقل من 60 يومًا بعد الإصابة، فإنه يمكن البناء على نفس المفهوم.
وبالفعل قام فريق علماء من معهد هوبريخت في هولندا بدراسة جديدة اكتشفوا من خلال بروتين يقود إصلاح أنسجة القلب في سمك الزيبرا. تم تطبيق نفس البروتين على قلوب فئران المختبر، والتي لا يمكنها أيضًا التجدد مثل قلب الإنسان، وتوصلوا إلى أن البروتين يمكن أن يعمل على إصلاح الضرر، مما يشير إلى مسار لعلاج محتمل في البشر.
قدرات تجديد قابلة للنقل
قال دينيس دي باكرز، الباحث الأول في الدراسة: “كشفت نتائج الدراسة أن الجين المسؤول عن بروتين Hmga1 [يكون] نشطًا أثناء تجديد القلب في سمك الزرد أو الزيبرا، ولم ينطبق الأمر على فئران [المختبر]، مما أظهر أن Hmga1 يلعب دورًا رئيسيًا في إصلاح القلب”.
لمعرفة ما إذا كانت هذه القدرات التجديدية قابلة للنقل، استخدم فريق الباحثين ناقلا فيروسيا لتوصيل Hmga1 إلى الأنسجة التالفة في قلوب فئران المختبر الحية. وبالفعل، بدأت خلايا عضلات القلب في الانقسام والنمو، مما أدى إلى تحسن كبير في وظيفة القلب لدى الحيوانات.
بدون آثار جانبية ضارة
قالت مارا بومان، الباحثة المشاركة في الدراسة: “لم تكن هناك آثار ضارة، مثل النمو المفرط أو تضخم القلب. كما لم يظهر أي انقسام خلوي في أنسجة القلب السليمة، مما يشير إلى أن الضرر نفسه يرسل إشارة لتنشيط العملية”.
بصيص أمل
بالطبع، كما هو الحال مع أي دراسة على فئران المختبر، لا يوجد ما يضمن أن النتائج سوف تنتقل إلى البشر. ولكن هناك بصيص أمل في هذه الحالة بأن يكون الجين الذي يُشفر Hmga1 ما زال موجودًا في البشر. إنه نشط أثناء التطور الجنيني ولكنه يتوقف بعد الولادة بفترة وجيزة، لذلك فإن إعادة تنشيط هذا الجين الخامل يمكن أن يساعد في إصلاح الضرر بعد نوبة قلبية.
يقول الفريق إن الخطوة التالية من البحث هي اختبار ما إذا كان بروتين Hmga1 له نفس التأثير على خلايا عضلة القلب البشرية في مزرعة بالمختبر قبل الشروع في أي تجارب سريري
محافظ المنيا يشهد انطلاق الملتقى الأول للمبدع الصغير