يقوم النظام الذي تم تطويره في مختبر البروفيسور ليفينبيرج بتمديد الأنسجة وإرخائها بالتناوب، وبالتالي تقليد دورة تقلص العضلات في الجسم بشكل فعال. وفي سلسلة التجارب التي أجريت في المختبر، أصبح من الواضح أن قوى الشد المطبقة على الأنسجة تؤثر بالفعل على اتجاه الأوعية الدموية
تعمل الطريقة التي تم تطويرها في التخنيون على تحسين جودة الأنسجة الاصطناعية المعدة للزراعة بشكل كبير. يمتص الجسم الأنسجة المحسنة بشكل أسرع وتنسق أوعيتها الدموية بشكل مثالي مع تلك الموجودة في الأنسجة المضيفة. الدراسة، التي تقدم أدلة ما قبل السريرية لفعالية هذه الطريقة في زرع الأنسجة في منطقة البطن، تم نشرها مؤخرا في مجلة PNAS.
البحث المذكور يقوده البروفيسور شولاميت ليفينبرج، رئيس مختبر هندسة الأنسجة والخلايا الجذعية في كلية الهندسة الطبية الحيوية في التخنيون. في العقد الماضي، منذ حصولها على درجة ما بعد الدكتوراه في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، قامت البروفيسور ليفينبيرج بتطوير سقالات بوليمر ثلاثية الأبعاد قابلة للتحلل الحيوي والتي تقوم عليها بزراعة أنسجة بيولوجية مخصصة للزراعة في المختبر. هذه السقالات، التي تُزرع عليها الخلايا البيولوجية (الخلايا الليفية والخلايا البطانية) الضرورية لتطور الأوعية الدموية، تؤدي إلى تكوين أنسجة يمتصها الجسم بكفاءة.
لكي يتم امتصاص الأنسجة المزروعة بشكل جيد في الجسم، من المهم أن تتوافق الأوعية الدموية الموجودة فيها مع اتجاه الأوعية الدموية في الأنسجة المضيفة. وذلك لأن الاندماج بين الأوعية الدموية للنسيجين أمر بالغ الأهمية لنجاح عملية الزرع. تعد طرق تكوين الأنسجة التي تشمل الأوعية الدموية عنصرًا أساسيًا في الطب التجديدي، لأنها تضمن إمدادًا منتظمًا بالأكسجين والمواد المغذية في الأنسجة التي تستضيف الموارد الأساسية لامتصاص الكسب غير المشروع وبقائه. يعمل التعديل المذكور أعلاه على تحسين امتصاص الزرعة والخواص الميكانيكية لموقع الزرع، وهو عنصر مهم في إعادة بناء العيوب في منطقة البطن، والذي تم اختباره في هذه الدراسة.
حاولت دراسات مختلفة تحسين خصائص شبكة الدم في الأنسجة المعدة للزراعة عن طريق ركيزة تتضمن عوامل بيولوجية ومواد حيوية وقيود هندسية. ومن المعروف الآن أن القوى الميكانيكية الخارجية مثل الضغط والتمدد والضغط تؤثر على العمليات البيولوجية في الخلية وحتى تمايزها وشكلها وهجرتها وتنظيمها وكذلك هندسة الأنسجة ونضجها واستقرارها. ومع ذلك، حتى الآن لم يتم اختبار تأثير هذه القوى على تكوين الأوعية الدموية على مستوى الأنسجة بأكملها.
في الدراسة الحالية، قام البروفيسور ليفينبرج بفحص تأثير قوى الشد على شبكة الأوعية الدموية المتكونة في الأنسجة المعدة للزراعة. وكشفت الدراسة أن التمدد الثابت يؤدي إلى نمو الأوعية الدموية بالتوازي مع اتجاه التمدد، بينما يؤدي التمدد الدوري إلى نمو الأوعية الدموية في بعد قطري. بالإضافة إلى ذلك، تناولت الدراسة الظروف البيولوجية اللازمة لتكوين أنسجة محسنة، والتي سيتم امتصاصها بسرعة وكفاءة في الأنسجة المستهدفة.
وفقا للبروفيسور ليفينبيرج، "إن شكل شبكة الأوعية الدموية يختلف من نسيج إلى آخر. على سبيل المثال، يتم ترتيب الأوعية الدموية في الأنسجة العضلية بشكل موازٍ للألياف العضلية، بينما في أنسجة الشبكية يتم ترتيبها بشكل دائري. كانت فرضيتنا هي أن قوى الشد المطبقة على الأنسجة تلعب دورًا مركزيًا في تحديد خصائص الشبكة الوعائية المتكونة فيه. علاوة على ذلك، افترضنا أن زرع شبكة الأوعية الدموية التي تم إنشاؤها وفقًا لخصائص الأنسجة المضيفة من شأنه أن يحسن اندماج الأنسجة المزروعة ووظيفتها في الجسم بمرور الوقت. هنا، ولأول مرة، قمنا باختبار شبكات الأوعية الدموية في الأنسجة التي تم تنظيمها تحت قوى الشد الدورية والساكنة.
يقوم النظام الذي تم تطويره في مختبر البروفيسور ليفينبيرج بتمديد الأنسجة وإرخائها بالتناوب، وبالتالي تقليد دورة تقلص العضلات في الجسم بشكل فعال. وفي سلسلة التجارب التي أجريت في المختبر، أصبح من الواضح أن قوى التمدد المطبقة على الأنسجة تؤثر بالفعل على اتجاه الأوعية الدموية، وأنه تم تحقيق أفضل نتيجة من خلال التمدد الدوري. "إن التمدد الدوري أدى إلى تطور الأوعية الدموية في الأنسجة بطريقة جيدة وتنظيمها بطريقة محددة وفقا للقوى المطبقة عليها".
الآن، من أجل اختبار مدى ملاءمة الأنسجة المهندسة المستهدفة، قام الباحثون بزرعها في معدة فأر واكتشفوا أن الغرسات التي تم إنشاؤها بواسطة عملية التمدد تتكامل بسرعة مع الأنسجة المضيفة. يتم امتصاص هذه الطعوم بشكل أسرع من الطعوم المزروعة دون تمديد أو الطعوم المزروعة مع التمدد وزرعها في اتجاه لا يتوافق مع الأوعية الدموية الموجودة في الفأر في موقع الزرع. "في الواقع، نحن نتحدث عن فترة زمنية قصيرة جدًا - حوالي أسبوع من تكوين الأنسجة في المختبر وأسبوعين آخرين في الحيوان. وفي نهاية هذه الفترة التي تبلغ حوالي ثلاثة أسابيع، نرى امتصاصًا ممتازًا للأنسجة في الجسم وعودة الأنسجة الماصة إلى كامل نشاطها."
انضم البروفيسور ليفينبرج، وهو خبير عالمي في مجالات الخلايا الجذعية وهندسة الأنسجة، إلى كلية الطب الحيوي في التخنيون بعد حصوله على درجة ما بعد الدكتوراه مع البروفيسور روبرت لانجر في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. أحد أهم تطوراتها هو تقنية إنشاء سقالات بوليمر قابلة للتحلل الحيوي، حيث تقوم بزراعة أنسجة بيولوجية معقدة في المختبر لزراعتها. تؤدي هذه الأنسجة المهندسة إلى امتصاص مثالي للزرعات والمواد الاستهلاكية في الجسم. حصل البروفيسور ليفينبيرج على جائزة كريل من مؤسسة وولف للتميز في البحث العلمي. أدرجتها مجلة ساينتفيك أمريكان ضمن قائمة الخمسين شخصية الأكثر تأثيراً في العالم كرائدة علمية في مجال هندسة الأنسجة. تم إجراء الجزء الرئيسي من البحث في المختبر من قبل الدكتورة ديكل دادو روزنفيلد كجزء من أطروحة الدكتوراه الخاصة بها تحت إشراف البروفيسور ليفينبيرج (تعمل ديكل حاليًا في منصب ما بعد الدكتوراه في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، بمساعدة منحة الجدارة المشتركة للتخنيون ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا) تم تنفيذ العمل بالتعاون مع البروفيسور ديف موني من جامعة هارفارد والذي استضافت معه البروفيسور ليفينبرج في إجازة تفرغ.
تعليقات 2
وفيما يتعلق بالأنسجة التي تنمو على ركائز متينة، فهمت أن هناك طفرة في العالم وتمكنوا من تطوير نمو الأعضاء صناعيا على عضو بوليمري مطبوع ثلاثي الأبعاد مع ثقب يؤكل داخل الجسم، حتى لا يرفض الجسم المزروع لأنها مكونة من خلايا المتبرع (الخلايا الجذعية؟). والسؤال الجيد هو ما إذا كانت إسرائيل قادرة على المتاجرة بمثل هذه المعرفة، لأنه تم تداولها بالفعل في أماكن أخرى. نسمع هنا أن العضو سيختبر أيضًا حركات عضلية - باختصار، إذا فهمت، فإن العالم سوف يقوم بإنشاء أعضاء للزراعة في المختبر. جيد جدا.
وهي أستاذة دينية وهناك أخريات مثلها، على سبيل المثال البروفيسورة يونينا ألدر وغيرها الكثير. وهي أيضًا في علم الأحياء الدقيقة. أن يكون لدى أحدهم الشجاعة ليقول بصوت عالٍ أن نظرية التطور صحيحة، وأن الانفجار الأعظم يبدو صحيحًا، وأن للمثليين الحق في الوجود تمامًا مثل الأشخاص الطبيعيين.