أعلن فريق من العلماء في جامعة كاليفورنيا، لوس أنجلوس عن إنجاز علمي فريد يتمثل في تنمية رئات مصغّرة مزودة بشبكات أوعية دموية من الخلايا الجذعية، مما يشكل نقلة نوعية في نمذجة الأعضاء البشرية داخل المختبرات، ويمثل هذا الاكتشاف خطوة هامة نحو تطوير أدوات أكثر دقة لدراسة الأمراض التنفسية واختبار الأدوية والعلاجات المخصصة.
- عضيات رئوية تحاكي الطبيعة البشرية
تُعرف هذه العضيات الرئوية بأنها نماذج مصغرة من الرئتين، وقد تميزت بتكاملها الخلوي واحتوائها على بنية ثلاثية الأبعاد متطورة وشبكة أوعية دموية تحاكي البنية الحقيقية للرئة البشرية، وهي سابقة علمية لم تتحقق من قبل، وقد أصبح بالإمكان بفضل هذه التقنية دراسة أعضاء أخرى مثل الأمعاء والقولون ضمن بيئة بيولوجية واقعية.
- دوافع البحث: جائحة كوفيد-19 تفضح ضعف النماذج السابقة
جاء هذا الاكتشاف نتيجة ملاحظة الدكتورة مينغشيا غو، الباحثة الرئيسية في الفريق، للقصور في نماذج الرئة السابقة خلال جائحة كوفيد-19، حيث افتقرت تلك النماذج إلى وجود أوعية دموية فعلية، مما حد من قدرتها على محاكاة وظائف الرئة، وأثناء محاولتهم تطوير نموذج دقيق، اكتشف الفريق أن النمو المشترك لخلايا الرئة والأوعية من نفس المصدر الجذعي يؤدي إلى نتائج أكثر تطورا.
- عضيات دقيقة لدراسة أمراض نادرة
استُخدمت هذه العضيات المتطورة في دراسة مرض نادر وخطير يُعرف باسم "خلل التنسج الشعري السنخي المصحوب باختلال في الأوردة الرئوية" (ACDMPV)، وهو مرض مرتبط بطفرات في جين FOXF1. وبفضل هذه الرئات المصغّرة، تمكّن الباحثون من إعادة تكوين العيوب الخلقية وملاحظة تأثير الطفرات الجينية بدقة لم تكن ممكنة من قبل.
- نحو رئات أكثر نضجا وعلاجات متطورة
على الرغم من التقدم الهائل، ما تزال هذه العضيات تشبه رئات الأجنة، وهو ما يدفع الفريق العلمي حاليا إلى محاكاة القوى الفيزيائية للتنفس مثل التمدد الميكانيكي والتعرض للهواء بهدف زيادة نضج الأنسجة وتفعيل وظائفها الطبيعية. كما يعتزم الباحثون توسيع نطاق الإنتاج ليشمل اختبارات الأدوية وتطوير العلاجات، مما قد يقلل من الحاجة إلى استخدام النماذج الحيوانية بشكل كبير.
قالت الدكتورة غو: "لقد فتحنا نافذة لفهم أعمق لتطور الأعضاء البشرية، ونقدم للعلماء أداة فعالة لدراسة الأمراض وتطوير حلول طبية أكثر دقة وكفاءة.