قام باحثو التخنيون ببناء مجموعة من الإسفنجات تحتوي على جزر بنكرياسية محاطة بشبكة من الأوعية الدموية، مما ينذر بإمكانية تحضير "جزر" قابلة للزرع

يقول البروفيسور شولاميت ليفينبيرج من كلية الهندسة الطبية الحيوية: "لقد أظهرنا أن البيئة ثلاثية الأبعاد والأوعية الدموية الهندسية توفر الدعم للجزر، وهو دعم مهم لبقاء الجزر ونشاطها في إفراز الأنسولين".

وتمكن باحثو التخنيون من بناء مجموعة ثلاثية الأبعاد من الإسفنج تحتوي على جزر بنكرياسية محاطة بشبكة من الأوعية الدموية. ذكرت ذلك المجلة العلمية PLoS ONE.

يقول البروفيسور شولاميت ليفنبرج من كلية الهندسة الطبية الحيوية: "لقد أظهرنا أن البيئة ثلاثية الأبعاد والأوعية الدموية المهندسة توفر الدعم للجزر، وهو دعم مهم لبقاء الجزر ونشاطها في إفراز الأنسولين". "لقد أظهرنا أن هذه الإسفنجات المنتجة في المختبر يمكن زرعها تحت الجلد وعلاج فأر مصاب بالسكري. على ما يبدو، فإن القدرة على زيادة الأوعية الدموية في الجزر ودعم بقاء الجزر وزيادتها بعد الزرع مكنت من زرع كمية من الجزر أصغر بأربع مرات مما هو معتاد في عمليات زرع الأعضاء في الفئران مع الاستمرار في الحصول على انخفاض في نسبة السكر في الدم المستويات والإنقاذ من حالة مرض السكري."

الآلية التي تؤدي إلى الفشل في زرع جزيرة البنكرياس لا تزال غير واضحة تماما، ولكن الرأي المقبول هو أنها مرتبطة بضرر إقفاري - وتأخر في تكوين أوعية دموية جديدة. وفقا لفرضية باحثي التخنيون، فإن الأوعية الدموية تلعب أيضًا دورًا نشطًا في التواصل بين الخلايا والذي يدعم بقاء الجزر البنكرياسية ووظيفتها. ولاختبار الفرضية، طور الباحثون شبكة ثلاثية الأبعاد من الأوعية الدموية البطانية في أنسجة البنكرياس المهندسة المستمدة من الجزر والخلايا الليفية والخلايا البطانية. تحاكي هذه المجموعة الثلاثية، المزروعة على سقالات بوليمرية عالية المسامية، السياق التشريحي الطبيعي للأوعية الدموية البنكرياسية. يقول البروفيسور ليفينبرج: "لقد أظهرنا أن الزيادة في معدل بقاء الجزر على قيد الحياة يتناسب طرديا مع تكوين الأنابيب البطانية حولها".

"إن إضافة الخلايا الليفية إلى مزارع الجزر البنكرياسية والخلايا البطانية شجعت على تكوين شبكة الأوعية الدموية، والتي دعمت بقاء الجزيرة وكذلك إفراز الأنسولين. كانت العديد من المتغيرات - التعبيرات الجينية، وملامح عوامل نمو الخلايا البطانية، وECM، والمورفوجينات، وعلامات التمايز - مختلفة تمامًا بين أنظمة الاستنبات ثنائية الأبعاد والأنظمة ثلاثية الأبعاد التي تكون فيها الشبكة البطانية ممكنة، وقد زاد هذا الاختلاف نتيجة لذلك. لإضافة الخلايا الليفية التي تدعم إنشاء الأوعية الدموية المهندسة. ".

أدى زرع أنسجة الجزر المُصممة هندسيًا بالأوعية الدموية إلى تحسين بقاء الجزر وتسجيلها في الفئران المصابة بداء السكري، بل وحسن وظيفتها في خفض مستوى الجلوكوز في الدم. ويأمل باحثو التخنيون أن تبشر هذه النتائج باستراتيجيات محتملة لإعداد جزر قابلة للزرع مع تحسين فرص البقاء على قيد الحياة.

تم تنفيذ هذا العمل من قبل طالبة البحث كارين فرانسيس في مختبر البروفيسور ليفينبرج وبالتعاون مع يوفال دور من الجامعة العبرية كجزء من منحة بحثية مشتركة من مؤسسة الشباب العالمية لمرض السكري. ويجري حاليًا في المختبر مشروع متابعة يبحث في تأثير شبكة الأوعية الدموية والورم ثلاثي الأبعاد على الجزر البشرية - بتمويل مشترك من المؤسسة العالمية لمرض السكري لدى الشباب والمؤسسة الوطنية للعلوم.