تخليق قلوب اصطناعية مصغرة لاستخدامها في الأبحاث العلمية

سان فرانسيسكو (الولايات المتحدة) - نجح فريق من الباحثين في الولايات المتحدة في تخليق قلوب بشرية يمكن استخدامها في دراسة الأمراض الوراثية وتأثير الأدوية المختلفة على القلب.

وبحسب الدراسة التي نشرتها الدوريتان العلميتان “نيتشر كمينيكيشن” و”ستيم سيل ريبرتس”، نجح الفريق البحثي من جامعة ميتشجن الأميركية في تخليق قلوب اصطناعية تشبه في حجمها ودرجة نموها قلوب الأجنة.

وأكد الباحث أيتور أجويري، أستاذ مساعد الهندسة الحيوية والطبية في معهد علوم الصحة الكمية والهندسة التابع لجامعة ميتشجن، أن هذه القلوب البشرية المصغرة يمكن أن تساعد في اكتشاف حلول للكثير من أمراض القلب والأوعية الدموية، مشيرا إلى أن الفريق البحثي نشر أول دراسة عن القلوب المصغرة عام 2020.

وتشير الإحصاءات إلى أن عدد الوفيات الناجمة عن أمراض القلب يصل إلى 21 مليون حالة سنويا، وأن هذا العدد في تزايد.

وقال أجويري “رغم أن من المعتقد إمكانية منع 90 في المئة من أمراض القلب والأوعية الدموية، فهي تظل السبب الرئيسي للوفاة في الدول المتقدمة”، مضيفا في تصريحات للموقع الإلكتروني “ميديكال إكسبريس” المتخصص في الأبحاث الطبية، أنه “من الممكن الآن بفضل التطور في علوم الهندسة الحيوية والخلايا الجذعية إنبات قلوب بشرية ودراستها، بشكل يحدث ثورة في علاج ومنع أمراض القلب الوراثية”.

وأوضح أن القلوب المصغرة يتم تخليقها من خلايا جذعية يتم استخراجها من متبرعين بالغين، وهي تتيح إمكانية دراسة تطور أمراض القلب في بيئة معملية على نحو غير مسبوق.

ولأن الحصول على فهم أفضل لهذا العضو الحيوي أمر ملح، ونظرا لوفاة شخص كل 36 ثانية بسبب أمراض القلب في أميركا، طوّر فريق متعدد التخصصات من المهندسين وعلماء الأحياء وعلماء الوراثة في أبريل 2022، طريقة جديدة لدراسة القلب، عن طريق بناء نسخة مصغرة من إحدى حجرات القلب عن طريق مزيج من الأجزاء المهندسة بالنانو وأنسجة القلب البشري المزروع من الخلايا الجذعية.

وعلى عكس المحاولات السابقة، التي اعتمدت على النوابض أو مصادر الطاقة الخارجية، فإن هذه النسخة المصغرة من القلب تنبض من تلقاء نفسها، مدفوعة بنسيج القلب الحي المزروع من الخلايا الجذعية، ويمكن لهذه النسخة أن تمنح الباحثين رؤية أكثر دقة لكيفية عمل العضو، مما يسمح لهم بتتبع كيفية نمو القلب في الجنين، ودراسة تأثير المرض، واختبار الفعالية المحتملة والآثار الجانبية للعلاجات الجديدة، وكل ذلك دون التسبب في أي مخاطر للمرضى ودون مغادرة المختبر.

كما كشف علماء إسرائيليون النقاب عن تمكنهم من تخليق “أول قلب بشري” في العالم باستخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، في عام 2019.

ويقول فريق العلماء من جامعة تل أبيب إنهم باستخدام هذه التقنية لم يتمكنوا من تخليق أنسجة القلب فحسب، ولكن أيضا الأوعية الدموية، الأمر الذي قالوا إنه يحدث للمرة الأولى، ووصفوه بالإنجاز الطبي الكبير لما يعطيه من أمل في مجال زراعة القلب.

ويأمل العلماء أن تفتح هذه الخطوة المجال أمام تخليق قلوب مناسبة للزراعة في أجسام البشر، إضافة إلى تخليق أنسجة لاستخدامها في تجديد الأجزاء التالفة من القلوب المصابة.

والقلوب التي تمكن فريق البحث من تخليقها صغيرة الحجم، إذ إنها بحجم قلوب الأرانب.

وقال تال دفير، العالم الذي أشرف على البحث وقاد الفريق الطبي، إنها “المرة الأولى التي ينجح فيها أي شخص في أي مكان بتصميم وطباعة قلب كامل مليء بالخلايا والأوعية الدموية والبطينين والغرف القلبية”.

وأضاف “تمكن علماء في السابق من استخدام هذه التقنية لتخليق هيكل القلب الخارجي فقط، دون الخلايا أو الأوعية الدموية”.

لكن العلماء قالوا إنه لا يزال أمامهم العديد من التحديات التي ينبغي عليهم مواجهتها قبل أن تصبح القلوب المخلقة بهذه التقنية، والتي تعمل بشكل كامل، متاحة للزراعة داخل أجساد المرضى.