في مختبرات جامعة واشنطن، يمكنك العثور على روبوتات تقوم بزراعة أعضاء صغيرة من الخلايا الجذعية البشرية. هذا نظام آلي جديد قادر على إنتاج أعضاء صغيرة بسرعة وكفاءة، وهو ما سيسرع من تطور علم الطب الحيوي
عادة، عندما يريد الباحث اختبار الأدوية أو العلاجات على خلايا من أنسجة معينة - على سبيل المثال، الكلية - عليه أولاً أن يقوم بزراعة الخلايا في المختبر في طبق بيتري. لكن الخلايا تنمو في قاع الصفيحة وتشكل نسيجا رقيقا ثنائي الأبعاد، وهو ما لا يعكس ما يحدث في الأنسجة المعقدة ثلاثية الأبعاد الموجودة في الجسم. وفي السنوات الأخيرة، نجح الباحثون في تطوير الخلايا الجذعية إلى هياكل ثلاثية الأبعاد تشبه إلى حد كبير تلك الموجودة في الجسم، وتعرف بالأعضاء المصغرة. يستطيع الباحثون اختبار علاجات مختلفة على الأعضاء الصغيرة، والتأكد من أنها تعكس بالفعل ما يحدث في الجسم الحي. و من يعلم؟ ومن الممكن أن نتمكن أيضًا في السنوات القادمة من البدء بزراعة أعضاء صغيرة في الجسم الحي، وذلك للتعويض عن الأضرار التي حدثت في العضلات والكلى وحتى الدماغ.
ولكن هناك مشكلة واحدة كبيرة: يستغرق إنتاج الأعضاء الصغيرة الكثير من الوقت والعمل البشري. عليك زرع الخلايا في أطباق بتري، وتغيير الوسط (البيئة المعيشية السائلة التي تحيط بها) كل يوم، ومراقبة الأطباق والتأكد من عدم تلوثها، وتحديد الخلايا الجذعية التي تبدأ في التمايز إلى خلايا صغيرة. الأعضاء. وهذا عمل مكلف ومضجر، وبالتالي فهو يضر بالبحث أيضًا. الباحثون الذين يريدون، على سبيل المثال، محاولة تعريض الأعضاء الصغيرة لمئات من المواد الكيميائية المختلفة، يحتاجون أولاً إلى إنتاج الآلاف من هذه الأعضاء الصغيرة بمفردهم في وقت قصير - وهي مهمة يكاد يكون من المستحيل القيام بها دون تصنيعها. الأخطاء على طول الطريق.
وكان هذا هو السبب وراء الدراسة الجديدة التي أجرتها جامعة واشنطن، والتي أظهر فيها الباحثون لأول مرة نظامًا آليًا بالكامل لزراعة الأعضاء الصغيرة. لقد فعلت الروبوتات كل شيء. وقاموا بزراعة الخلايا الجذعية في أطباق تحتوي على مئات الباريوم، ثم قاموا بزراعة الخلايا في كل باريوم لمدة 21 يومًا، حتى أصبحت هذه الأعضاء صغيرة تحاكي نشاط الكلى. تحتوي كل لوحة على آلاف الأعضاء الصغيرة، وتتطلب عملاً شاقًا من الباحث طوال اليوم. من ناحية أخرى، قام الروبوت بالمهمة في عشرين دقيقة - وقام بها دون أي جهد خاص، دون تعب ودون ارتكاب أخطاء.
وهذه ليست نهاية عمل الروبوتات. وتعاون باحثون آخرون من جامعة ميشيغان مع باحثين من جامعة واشنطن، وأظهروا كيف يستطيع نظام آلي آخر فحص تسلسل الحمض النووي الريبوزي (RNA) في الخلايا من أجل التعرف على أنواع الخلايا المختلفة في الأعضاء الصغيرة.
مثل هذه الأتمتة للأبحاث يجب أن تسمح للباحثين، كما ذكرنا، باختبار العديد من الأفكار بسهولة على عدد كبير من الأعضاء الصغيرة. لذلك ليس من المستغرب أنه حتى أثناء العمل بالجهاز الآلي، تمكن الباحثون من اكتشاف طريقة جديدة لزيادة عدد الأوعية الدموية في الأعضاء الصغيرة، وذلك لجعلها أكثر شبهاً بالكلى الحقيقية. كما حاولوا تعريض الأعضاء الصغيرة لمواد مختلفة واكتشفوا أن أحدها - وهو الليبستاتين - يتسبب في تلف الكلى في آلية عمل ستبدأ دراستها الآن، وقد تزودنا بأدلة مهمة حول أمراض الكلى المختلفة. .
وهذا هو بالضبط سبب كون تطوير الروبوتات مثيرًا للغاية: فهو يسمح لنا بتسريع وتيرة التقدم العلمي وإجراء تجارب أكبر وأكثر موثوقية وأكثر إثارة للاهتمام. وسيتمكن الباحثون الذين سيستخدمون الروبوتات من هذا النوع من تحقيق نتائج كانت تتطلب في السابق سنوات طويلة من التجارب، أو العمل المشترك للمختبرات حول العالم. وتبين لنا هذه الأنظمة الروبوتية أن معدل التقدم العلمي لا يبقى على حاله، بل يستمر في النمو طوال الوقت. وفي الواقع، فهو مبني على نفسه، لأن أي فهم وتطوير علمي وتكنولوجي سيختصر مقدار الوقت اللازم لإنتاج الرؤى والتطورات التالية.
والأمر المثير الثاني هو أننا نرى هنا كيف أن الإجراءات العلمية ذات الآثار الطبية الحيوية التي كانت تكلف ثروة قد أصبحت آلية بحيث يمكن تنفيذها بتكاليف سخيفة. تتطلب علاجات هندسة الأنسجة المعقدة اليوم عملاً شاقاً من قبل الباحثين والأطباء البشريين، وكل هذا العمل يكلف المرضى الكثير من المال للعلاج. عاجلاً أم آجلاً سوف ننجح في أتمتة هذه الإجراءات، ثم سنشهد أيضًا انخفاضًا كبيرًا في تكاليف العلاج. بالطبع، لن تقوم شركات الأدوية بتخفيض تكاليف العلاجات على الفور (في النهاية، يتعين عليها تغطية تكاليف الأبحاث التي أدت إلى تطوير هذه العلاجات، وجني بعض المال على طول الطريق)، ولكن مع مرور الوقت ستنخفض الأسعار وتصبح العلاجات أكثر كفاءة.
ومرة أخرى، يبدو المستقبل واعدًا، في مجال الطب أيضًا.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
