ثورة جديدة.. رئة مطبوعة ثلاثيًّا تحاكي رئة الإنسان
كشفت دراسة علمية جديدة أن فريقًا بحثيًا من جامعة كولومبيا البريطانية (University of British Columbia) نجح في تطوير نموذج حيوي مطبوع بتقنية ثلاثية الأبعاد يحاكي بدقة البنية المعقدة لأنسجة الرئة البشرية، وهو ما يُعد خطوة واعدة في مجال أبحاث الأمراض التنفسية وتطوير علاجات مبتكرة لها.
اقرأ أيضًا: الذكاء الاصطناعي يتنبأ بسرطان الرئة في هذه الحالة
وقاد الدراسة المنشورة في مجلة Biotechnology and Bioengineering الدكتور إيمانويل أوسي (Dr. Emmanuel Osei) ، أستاذ مساعد في كلية العلوم بفرع أوكاناغان التابع للجامعة، بالتعاون مع مركز ابتكار القلب والرئة في الجامعة. ويقول أوسي إن هذا النموذج الحيوي يتيح للباحثين إمكانية محاكاة البيئة الفسيولوجية للرئة البشرية بدقة غير مسبوقة، مما يُعزز من فعالية اختبار الأدوية وفهم آليات الأمراض المعقّدة مثل سرطان الرئة، والربو، والتليّف الرئوي.
هل تُمهد الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد الطريق لأعضاء رئة بديلة؟
اعتمد الفريق البحثي في طباعة النموذج على حبر حيوي خاص يتكوّن من مادة جيلاتين معدّلة ضوئيًا ومادة بوليميرية تُعرف بـ "بولي إيثيلين غلايكول داكريليت"، حيث تمكّن هذا المزيج من تشكيل هيدروجيل يحتوي على عدة أنواع من الخلايا بالإضافة إلى قنوات تُحاكي الأوعية الدموية، بما يقرّب النموذج من تركيبة مجرى التنفس الطبيعي في الرئة.
ويوضح الباحثون أن النموذج المطوّر يتمتع بخصائص ميكانيكية قريبة جدًا من أنسجة الرئة الفعلية، وهو ما يسمح بدراسة استجابات الخلايا للمحفزات المختلفة، مثل المواد المسببة للالتهاب. وقد تم اختبار النموذج من خلال تعريضه لاستخلاص دخان السجائر، ما أدى إلى ارتفاع مؤشرات الالتهاب، الأمر الذي يبرهن على واقعية النموذج في محاكاة تطورات الأمراض الرئوية.
الدراسة أوضحت أيضًا أن هذا الابتكار يُمكّن الباحثين من الاستفادة من عينات الأنسجة المأخوذة من المرضى (بإذن منهم)، بحيث يمكن عزل الخلايا منها وإعادة تكوين أنسجة مشابهة للاستخدام في المختبر، دون الاعتماد الكامل على العينات الممنوحة.
ويرى أوسي أن إمكانية تخصيص النماذج باستخدام خلايا مستخلصة من مرضى حقيقيين تفتح الباب نحو تطوير نماذج حيوية مخصصة للمرضى، بما ينسجم مع توجهات الطب الشخصي الحديثة.
الدراسة نُفذت بدعم من مؤسسة Mitacs وProvidence Health Care، وتُعد من أوائل النماذج ثلاثية الأبعاد التي تدمج بين الخلايا الظهارية والوعائية والمناعية في محاكاة الرئة البشرية.
