نجح فريق من العلماء في China في تطوير أول نسيج مخبري يحاكي العقدة الجيبية الأذينية، وهي الجزء المسؤول عن تنظيم ضربات القلب الطبيعية داخل جسم الإنسان.
ويمثل هذا الإنجاز خطوة مهمة نحو تطوير بدائل حيوية لأجهزة تنظيم ضربات القلب الإلكترونية المستخدمة حالياً لعلاج اضطرابات النبض الخطيرة.
ما هي العقدة الجيبية الأذينية؟
تقع العقدة الجيبية الأذينية داخل ا
نجح فريق من العلماء في China في تطوير أول نسيج مخبري يحاكي العقدة الجيبية الأذينية، وهي الجزء المسؤول عن تنظيم ضربات القلب الطبيعية داخل جسم الإنسان.
ويمثل هذا الإنجاز خطوة مهمة نحو تطوير بدائل حيوية لأجهزة تنظيم ضربات القلب الإلكترونية المستخدمة حالياً لعلاج اضطرابات النبض الخطيرة.
ما هي العقدة الجيبية الأذينية؟
تقع العقدة الجيبية الأذينية داخل الأذين الأيمن للقلب، وتُعرف باسم "منظم ضربات القلب الطبيعي"، لأنها تنتج الإشارات الكهربائية التي تتحكم في انتظام نبض القلب.
وعند حدوث خلل في هذه العقدة، قد يتباطأ نبض القلب بشكل خطير أو يتوقف مؤقتاً، ما قد يؤدي إلى اضطرابات تهدد الحياة وتتطلب تدخلاً طبياً عاجلاً أو تركيب جهاز منظم ضربات القلب.
استخدام الخلايا الجذعية لتكوين نسيج قلبي
واعتمد الباحثون على الخلايا الجذعية البشرية متعددة القدرات، وهي خلايا قادرة على التحول إلى أنواع مختلفة من الأنسجة داخل الجسم.
وتمكن الفريق من تكوين نموذج ثلاثي الأبعاد للعقدة الجيبية الأذينية قادر على إنتاج نبضات كهربائية تلقائية ومستقرة، تشبه إلى حد كبير النشاط الطبيعي للقلب البشري.
محاكاة الاتصال بين الأعصاب والقلب
ولجعل النموذج أكثر واقعية، ربط العلماء النسيج القلبي المزروع بشبكة عصبية اصطناعية تُعرف بالضفيرة القلبية، وهي شبكة من الأعصاب تتحكم في تنظيم ضربات القلب.
وسمح هذا التطور للباحثين بمحاكاة الطريقة التي يتواصل بها الجهاز العصبي مع القلب للتحكم في النبضات الكهربائية.
تعاون علمي صيني
وشارك في الدراسة باحثون من Chinese Academy of Sciences وFudan University، ونُشرت نتائجها في مجلة Cell Stem Cell المتخصصة.
وأوضح العلماء أن العقدة الجيبية الأذينية تُعد من أكثر أجزاء القلب صعوبة في الدراسة بسبب صغر حجمها وموقعها العميق داخل القلب، ما يجعل الحصول على عينات بشرية منها أمراً معقداً.
بديل محتمل للأجهزة الإلكترونية
وأشار الباحثون إلى أن النسيج القلبي المطور استجاب بشكل صحيح للأدوية المستخدمة لتنظيم ضربات القلب، كما أظهر خصائص جينية مشابهة لخلايا العقدة الجيبية لدى الأجنة البشرية.
ويرى العلماء أن هذا الإنجاز قد يفتح مستقبلاً الباب أمام تطوير أجهزة تنظيم ضربات قلب حيوية تعتمد على زراعة الخلايا أو الأنسجة بدلاً من الأجهزة الإلكترونية التقليدية.
أجهزة تنظيم ضربات القلب مستخدمة منذ عقود
وتُستخدم أجهزة تنظيم ضربات القلب الإلكترونية منذ أكثر من 50 عاماً لعلاج اضطرابات النبض الخطيرة، حيث تعتمد على إرسال نبضات كهربائية للحفاظ على انتظام ضربات القلب.
لكن الباحثين يأملون أن تسهم الحلول الحيوية الجديدة في تقليل الاعتماد على هذه الأجهزة مستقبلاً وتقديم خيارات علاجية أكثر توافقاً مع الجسم البشري.
لأذين الأيمن للقلب، وتُعرف باسم "منظم ضربات القلب الطبيعي"، لأنها تنتج الإشارات الكهربائية التي تتحكم في انتظام نبض القلب.
وعند حدوث خلل في هذه العقدة، قد يتباطأ نبض القلب بشكل خطير أو يتوقف مؤقتاً، ما قد يؤدي إلى اضطرابات تهدد الحياة وتتطلب تدخلاً طبياً عاجلاً أو تركيب جهاز منظم ضربات القلب.
استخدام الخلايا الجذعية لتكوين نسيج قلبي
واعتمد الباحثون على الخلايا الجذعية البشرية متعددة القدرات، وهي خلايا قادرة على التحول إلى أنواع مختلفة من الأنسجة داخل الجسم.
وتمكن الفريق من تكوين نموذج ثلاثي الأبعاد للعقدة الجيبية الأذينية قادر على إنتاج نبضات كهربائية تلقائية ومستقرة، تشبه إلى حد كبير النشاط الطبيعي للقلب البشري.
محاكاة الاتصال بين الأعصاب والقلب
ولجعل النموذج أكثر واقعية، ربط العلماء النسيج القلبي المزروع بشبكة عصبية اصطناعية تُعرف بالضفيرة القلبية، وهي شبكة من الأعصاب تتحكم في تنظيم ضربات القلب.
وسمح هذا التطور للباحثين بمحاكاة الطريقة التي يتواصل بها الجهاز العصبي مع القلب للتحكم في النبضات الكهربائية.
تعاون علمي صيني
وشارك في الدراسة باحثون من Chinese Academy of Sciences وFudan University، ونُشرت نتائجها في مجلة Cell Stem Cell المتخصصة.
وأوضح العلماء أن العقدة الجيبية الأذينية تُعد من أكثر أجزاء القلب صعوبة في الدراسة بسبب صغر حجمها وموقعها العميق داخل القلب، ما يجعل الحصول على عينات بشرية منها أمراً معقداً.
بديل محتمل للأجهزة الإلكترونية
وأشار الباحثون إلى أن النسيج القلبي المطور استجاب بشكل صحيح للأدوية المستخدمة لتنظيم ضربات القلب، كما أظهر خصائص جينية مشابهة لخلايا العقدة الجيبية لدى الأجنة البشرية.
ويرى العلماء أن هذا الإنجاز قد يفتح مستقبلاً الباب أمام تطوير أجهزة تنظيم ضربات قلب حيوية تعتمد على زراعة الخلايا أو الأنسجة بدلاً من الأجهزة الإلكترونية التقليدية.
أجهزة تنظيم ضربات القلب مستخدمة منذ عقود
وتُستخدم أجهزة تنظيم ضربات القلب الإلكترونية منذ أكثر من 50 عاماً لعلاج اضطرابات النبض الخطيرة، حيث تعتمد على إرسال نبضات كهربائية للحفاظ على انتظام ضربات القلب.
لكن الباحثين يأملون أن تسهم الحلول الحيوية الجديدة في تقليل الاعتماد على هذه الأجهزة مستقبلاً وتقديم خيارات علاجية أكثر توافقاً مع الجسم البشري.
