يصعب رصد نخاع العظم أثناء عمله، ويصعب أكثر إعادة تكوينه في المختبر. لذلك لجأ فريق من جامعة بافيا إلى مادة قلّما يتوقعها أحد في الطب: الحرير المستخرج من شرانق دودة القز. وقد تحوّل إلى حبر حيوي تُطبع به نماذج ثلاثية الأبعاد لنخاع العظم، وهي ليّنة وقوية وقادرة على تغيير لونها. والغاية منها المساعدة على دراسة أمراض العظام واختبار الأدوية وإنتاج الصفائح الدموية — وفي النهاية يمكنك أن تختبر مقدار ما تذكره من هذه القصة الحريرية.
حين تجرح نفسك يتفاعل جسمك فورًا: فينتج الصفائح الدموية التي تساعد الدم على التخثر. وتقود هذه العملية الخلايا النواسية الضخمة (megakaryocytes) — وهي خلايا عملاقة مخبأة في نخاع العظم. وهي تحرص على ألا يحدث نقص في الصفائح عند الحاجة إليها.
المشكلة أن هذه الآلية لا تعمل دائمًا كما ينبغي. فقد يعطّلها سرطان الدم أو العدوى الفيروسية أو أمراض الدم، فيصبح المريض أكثر عرضة للإصابات. ولكي يبحث العلماء عن العلاجات بفاعلية، عليهم أن يفهموا جيدًا ما يجري في النخاع. وهم يحتاجون لذلك إلى نموذج موثوق.
هنا يأتي دور مشروع SILKink الذي يموّله المجلس الأوروبي للابتكار. فقد بنى فريقه آلة طباعة بالحبر الحيوي تستخدم الحرير مادة أساسية. ويُنتج الجهاز نماذج ثلاثية الأبعاد لنخاع العظم، يمكن بعد ذلك زرعها بخلايا حية.
تتيح هذه النماذج دراسة أمراض العظام وكذلك إنتاج الصفائح الدموية ex vivo، أي خارج الجسم. ويمكن لهذا الابتكار أن يعزز البحث الطبي في أوروبا كثيرًا وأن يقود إلى أدوية مصمَّمة حسب الحاجة وإلى طب مخصَّص — وهو هدف رئيسي في استراتيجية EU4Health.
ينسّق المشروع أليساندرا بالدويني (Alessandra Balduini) من قسم الطب الجزيئي في جامعة بافيا في إيطاليا. وكما تقول: «كان هدف المشروع استخدام حبر الحرير لمعرفة ما إذا كان بإمكاننا استخدام هذا النظام لدراسة الأدوية.»
تعمل بالدويني وفريقها منذ سنوات على تطوير نماذج نخاع العظم، محسّنين آلياتها وجوانبها السريرية معًا. لذلك يعرفون بدقة أين تكمن المشكلة. فالحبر الحيوي يجب أن يوفّر بنية كافية لتتمايز الخلايا النواسية الضخمة. والنماذج الحالية تفعل ذلك بشكل جيد إلى حد ما، لكن فيها عيبًا واحدًا: فهي ليست ليّنة بما يكفي لمحاكاة نسيج نخاع العظم الحقيقي محاكاة دقيقة.
وليس هذا أمرًا هيّنًا. فإذا لم تُمثَّل البنية تمثيلًا جيدًا، تتعرض الخلايا للإجهاد والتلف، مما يغيّر الحمض النووي فيها. وهذا يحجب تأثير الأدوية قيد الاختبار ويجعل التعرف على العلاجات الجيدة أصعب.
اختار الباحثون ليفًا طبيعيًا يُجمع من شرانق دودة القز المستأنسة. ولهذا الغرض يتمتع الحرير بعدة مزايا:
والنتيجة؟ تشعر الخلايا في هذه البيئة كأنها في بيتها. وتوضح بالدويني: «بما أننا نحاكي نخاع العظم، فإن الخلايا تكون في حالة شبيهة بالحالة الفسيولوجية، ولذلك يقلّ فيها تلف الحمض النووي والإجهاد والالتهاب. وهكذا يمكن دراسة تأثير الدواء في نظام حقيقي.»
من أبرز نتائج المشروع الشركة الناشئة Silk4B. وتسوّق الشركة نماذج الفريق المتقدمة ثلاثية الأبعاد لنخاع العظم والمنتجات المرتبطة بها القائمة على الحرير. ويشتريها باحثون وشركات أدوية وأكاديميون في أنحاء العالم.
«نمنح الباحثين إمكانية استخدام نماذج نخاع عظم يمكنهم الوثوق بها حقًا في تجاربهم»، كما تلاحظ المنسّقة.
لا ينوي الفريق التوقف هنا. فقد اكتسب الحبر القدرة على تغيير لونه، مما يسهّل قراءة أي تغيّرات في النظام. وفي الوقت نفسه يستمر العمل على منصة نخاع عظم حريرية تتيح إنتاج الصفائح الدموية اللازمة لنقل الدم على نطاق واسع.
ويدرس الباحثون أيضًا تطبيقات أخرى لنماذجهم، مثل استنبات خلايا المرضى ورؤية كيف تستجيب للأدوية. ويأملون أن يُستخدم النظام في نهاية المطاف في الأوساط السريرية، وإن كان ذلك ما زال يحتاج إلى بضع سنوات.
تُظهر هذه القصة جيدًا مدى قرب المجالات المختلفة من بعضها اليوم. ففيها بيولوجيا الخلية والعمل على المواد والطباعة ثلاثية الأبعاد وأبحاث الأدوية، وفي النهاية الأعمال التجارية. فقد تحولت فكرة من قسم جامعي إلى شركة تصل منتجاتها إلى مختبرات حول العالم.
إذا كنت تدرس التقنية الحيوية أو الطب أو الصيدلة أو الهندسة الطبية الحيوية، فمن المفيد أن تتذكر أمرًا واحدًا: قد يكون نموذج البحث الجيد بأهمية الدواء نفسه. فبدونه يصعب التحقق بأمانة مما إذا كان العلاج ينجح.
ابتكر مشروع SILKink في جامعة بافيا حبرًا حيويًا من الحرير تُطبع به نماذج ثلاثية الأبعاد لنخاع العظم. وهي ليّنة وقوية، لذلك تحاكي النسيج الحقيقي بصورة أفضل وتُجهد الخلايا أقل. وتُستخدم لدراسة أمراض العظام واختبار الأدوية وإنتاج الصفائح الدموية، وتبيعها الشركة الناشئة Silk4B. غير أن الاستخدام السريري ما زال بعيدًا بضع سنوات.
5 أسئلة · دقيقة واحدة
English
Čeština
Deutsch
Español
Français
Magyar
Italiano
Polski
Português
Русский
Slovenčina
Türkçe
Українська
العربية
中文