ابتكار نموذج رئة على رقاقة من خلايا جذعية لمتبرع واحد
طور الباحثون نموذجاً للرئة على رقاقة يحاكي وظيفة الحويصلات الهوائية باستخدام خلايا مطابقة جينياً مأخوذة من متبرع واحد فقط.
اعتمد الفريق على بروتوكول طُوِّر سابقاً لإنتاج خلايا طلائية سنخية من النوعين الأول والثاني وخلايا بطانية وعائية من خلايا جذعية بشرية محفزة متعددة القدرات.
زرع الفريق الخلايا الطلائية والبطانية على سطح غشاء رقيق لإعادة بناء حاجز الحويصلات الهوائية.
صُمّمت أجهزة خاصة لتطبيق قوى تمدد ثلاثية الأبعاد بشكل إيقاعي على الحاجز المعاد تكوينه، محاكاة حركة التنفس وتحفيز تكوّن الزغيبات الدقيقة لزيادة مساحة سطح الرئة.
أضاف العلماء خلايا مناعية تعرف بالخلايا البلعمية إلى الرقاقة، وتولّدها من الخلايا الجذعية لنفس المتبرع، ثم أُضيفت بكتيريا السل لمحاكاة المراحل المبكرة للعدوى.
أشار ماكس غوتيريز، رئيس مجموعة تفاعل المضيف والممرض في معهد كريك، إلى أن الاعتماد على تقنيات الرئة على رقاقة من خلايا متطابقة جينياً يمنح قدرة على فهم أثر العدوى على الفرد واختبار العلاجات مثل المضادات الحيوية.
تتكون الرقائق من خلايا مطابقة جينياً ويمكن إنتاجها من خلايا جذعية لشخص يحمل طفرات جينية محددة، مما يساعد في دراسة كيف يتأثر الفرد بالعدوى.
أهمية الابتكار الجديد
تشكل الحويصلات الهوائية في الرئتين موقع تبادل الغازات وتعمل كحاجز ضد الفيروسات والبكتيريا المستنشقة، وهذا يؤثر في أمراض الجهاز التنفسي مثل الإنفلونزا والسل.
يعمل الباحثون على محاكاة الصراع بين الخلايا البشرية والبكتيريا في المختبر عبر رئة على رقاقة.
تتيح الرقائق المصممة من خلايا متطابقة جينياً إمكانية استنتاج أثر العدوى على الفرد واختبار فعالية العلاجات مثل المضادات الحيوية وتسهيل العلاج الشخصي.
كيفية تطوير نموذج الرئة
اعتمد الفريق على بروتوكول سابق لإنتاج خلايا طلائية سنخية من النوعين الأول والثاني وخلايا بطانية وعائية من الخلايا الجذعية البشرية المحفّزة متعددة القدرات.
زرع هذه الخلايا بشكل منفصل على سطح غشاء رقيق جداً لإعادة بناء حاجز الحويصلات الهوائية.
صمموا أجهزة تتيح تطبيق قوى تمدد ثلاثية الأبعاد بشكل إيقاعي لمحاكاة التنفس وتحفيز تكوّن الزغيبات الدقيقة لزيادة مساحة سطح الرئة.
أدخلوا الخلايا البلعمية من نفس المتبرع وأُضيفت بكتيريا السل لمحاكاة المراحل المبكرة من العدوى.
تؤكد هذه المنهجية إمكانية تصنيع الرقائق من خلايا متطابقة جينياً وتطويرها من خلايا جذعية لأشخاص يحملون طفرات وراثية محددة، بما يتيح فهم تأثير العدوى وتقييم العلاجات بشكل شخصي.
