قام باحثون في معهد التخنيون بتطوير سقالة هندسية تحتوي على أنسجة عضلية ودهنية، وشبكة أوعية دموية هرمية، وشبكة لمفاوية، وأظهرت التجارب التي أجريت على الفئران ارتباطًا أسرع وأكثر كفاءة للطعم بالعضو التالف.
حقق فريق بحث دولي بقيادة مختبر ليفنبرغ التابع لكلية الهندسة الطبية الحيوية في معهد التخنيون إنجازًا فريدًا من نوعه في تطوير غرسة ثلاثية الأبعاد تجمع بين أنسجة العضلات والدهون، وشبكة لمفاوية، وشبكة أوعية دموية هرمية. وقد نُشرت المقالة حول هذا الموضوع في مجلة "سيل بيوماتيريالز".
العلاج القياسي الحالي لفقدان الأنسجة الكبير هو استئصال طعم ذاتي - نسيج يُؤخذ من منطقة سليمة في جسم المريض - وزرعه في المنطقة المتضررة. يُستأصل النسيج من جسم المريض نفسه لأن زراعة نسيج من شخص آخر تُسبب رفضًا مناعيًا ومضاعفات مُرتبطة به. ومن هنا تبرز أهمية هذا التطور الجديد، الذي يُقدم حلاً جديدًا لفقدان الأنسجة الكبير.
بالنسبة الى الأستاذة شولاميت ليفنبرغقال رئيس المجموعة البحثية: "يمثل تطويرنا خطوة مهمة في إنتاج الأنسجة المعقدة لزراعتها في حالات فقدان أنسجة العضلات والدهون نتيجة الإصابات والحروق واستئصال الأورام وما إلى ذلك. وقد تُمكّن التقنية التي نعرضها في المقال في المستقبل من إنتاج سقالات مخصصة بناءً على خصائص إصابة المريض المحددة."
رف إنها طعمة تحتوي على نظام وعائي هرمي - وهي ميزة كبيرة من حيث التصاق الطعمة بالعضو المستهدف التالف؛ فبدون مثل هذا النظام، لا تتلقى الطعمة على الفور الأكسجين والمغذيات التي تحتاجها، ولا تتم إزالة النفايات الخلوية منها بشكل صحيح.
يُعدّ الهيكل الجديد الذي عُرض في مؤتمر Cell Biomaterials الأول من نوعه الذي يحتوي على شبكة لمفاوية، وهي شبكة حيوية تُصرّف السوائل من النسيج الخلالي. يجمع هذا الهيكل بين الشبكة اللمفاوية وشبكة من الأوعية الدموية والأنسجة العضلية والدهنية، ضمن بنية واحدة، بالإضافة إلى حلقة شريانية وريدية تتصل مباشرةً بالجهاز الدوري في موضع الزرع. تُحاكي البنية الكاملة إلى حد كبير النسيج الطبيعي المفقود، بما في ذلك المصفوفة خارج الخلوية، وذلك بفضل تحسين نظام الطباعة، سواءً في تصميم البنية المطبوعة أو في ضبط المحاقن التي تتحكم في موضع الخلايا داخل الهيكل.
أظهر الباحثون في تجارب أجريت على الفئران أن ربط المعلق بالعضو المستهدف أدى إلىيُسهم هذا الإجراء في سرعة الشفاء، بما في ذلك استمرار تدفق الأكسجين والمغذيات، واستقرار تدفق الدم، ونمو العضلات بشكل طبيعي، واستقرار الخلايا الدهنية. والنتيجة: يصبح الرباط جزءًا لا يتجزأ من الطرف، من الناحيتين الجمالية والوظيفية.
الباحثون الذين قادوا الدراسة هم: الأستاذة شولاميت ليفنبرغرئيس مختبر هندسة الأنسجة والخلايا الجذعية في معهد التخنيون وخبير عالمي مشهور في تطوير الدعامات المعقدة؛ دكتور (طب) إليانا فيشرطبيب تخرج من كلية روث وباروخ رابابورت للطب في التخنيون، وهو حاليًا طالب دكتوراه في المختبر؛ وطالب الدكتوراه آنا زوكرمانوهي خريجة كلية الأحياء، وحصلت على درجة الدكتوراه بعد ست سنوات في مجال الصناعات الطبية الحيوية.
استخدم الباحثون حبرًا حيويًا فريدًا من نوعه، مُشتقًا من مكونات المصفوفة خارج الخلوية (ECM)، يُحاكي البيئة الطبيعية للأنسجة، مما يسمح بطباعة العضلات والدهون بطريقة تُحفز تمايز الخلايا. ولنمو الجهاز الوعائي على النحو الأمثل، قام الفريق بطباعة مفاعل حيوي مُخصص، حيث نمت الأوعية الدموية المُهندسة في ظل ظروف تدفق تُحاكي التدفق الطبيعي في الأوعية الدموية بالجسم، وتُحفز نضوج الطبقة البطانية. في الخطوة التالية، زُرعت الدعامات في الفئران، ووُصلت مباشرةً بالشريان والوريد في الموقع المُستهدف. وكانت النتيجة، كما ذُكر، اندماجًا غير مسبوق للدعامة في الجسم. تجدر الإشارة إلى أنه على الرغم من إجراء التجربة على نموذج الفئران، إلا أن الأنسجة المُهندسة أُنتجت من خلايا بشرية، وذلك لاختبار إمكانية تطبيق هذه التقنية على البشر. ويبدأ الفريق حاليًا باختبار هذه التقنية على حيوانات كبيرة، وهي الخطوة التالية نحو التجارب السريرية.
شملت الدراسة باحثين من قسم الجراحة التجميلية في كلية العلوم الطبية بجامعة توكوشيما في اليابان. وقد حظيت الدراسة بدعم من الاتحاد الأوروبي (منحة المجلس الأوروبي للبحوث) وشركة نيشيا اليابانية (برنامج منح مشترك بين نيشيا، ومعهد التخنيون، وجامعة توكوشيما).
للاطلاع على المقال المنشور في مجلة Cell Biomaterials
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
