أعلن فريق من الباحثين في جامعة ETH زيورخ السويسرية عن نجاحهم في طباعة أنسجة عضلية بشرية ثلاثية الأبعاد في بيئة تحاكي انعدام الجاذبية.
الإنجاز العلمي تم على متن رحلات مكافئة الجاذبية (Parabolic Flights)، وهي رحلات قصيرة المدى تحاكي ظروف الفضاء الخارجي.
لماذا الطباعة الحيوية في الفضاء؟
تواجه الطباعة الحيوية على الأرض تحديات كبيرة بسبب تأثير الجاذبية على استقرار الخلايا والمواد الحيوية (Bio-Ink) المستخدمة.
عادةً ما تنهار الهياكل المطبوعة أو تتشوه قبل أن تتصلب، مما يجعلها غير واقعية من الناحية التشريحية.
أما في انعدام الجاذبية، فتظل الخلايا موزعة بشكل متجانس، وتحافظ الهياكل على شكلها الطبيعي، مما يسمح بتكوين ألياف عضلية أكثر دقة، تشبه تماما الأنسجة الحقيقية في جسم الإنسان.
وقال فريق ETH: “في غياب الإجهاد البنيوي الناتج عن الجاذبية، يمكننا طباعة الألياف العضلية بنفس الاصطفاف الموجود داخل الجسم البشري، وهو أمر أساسي لبناء نماذج بيولوجية دقيقة.”
نظام G-FLight: الطباعة دون الاعتماد على الجاذبية
لتنفيذ التجربة، طور الباحثون نظاما جديدا يُدعى G-FLight (Gravity-independent Filamented Light)، وهو نظام طباعة حيوية متطور قادر على إنتاج أنسجة عضلية خلال ثوانٍ معدودة حتى أثناء المراحل القصيرة من انعدام الجاذبية.
باستخدام مادة حيوية خاصة (Bio-resin)، تمكن الفريق من إجراء أكثر من 30 دورة طباعة خلال الرحلات التجريبية.
وأظهرت النتائج أن الأنسجة المطبوعة في ظروف انعدام الجاذبية تمتعت بنفس حيوية الخلايا وكثافة الألياف مثل تلك المطبوعة على الأرض.
من حماية رواد الفضاء إلى علاج الأمراض العضلية
يهدف هذا الإنجاز إلى فهم أفضل لآلية فقدان العضلات في الفضاء، وهي مشكلة يعاني منها رواد الفضاء خلال المهمات الطويلة.
كما يمهّد الطريق لتطوير أنسجة وأعضاء بشرية كاملة في المدار، يمكن استخدامها لاحقا في الأبحاث الطبية أو حتى في عمليات الزراعة الحيوية.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تساهم هذه التقنية في تطوير نماذج حيوية دقيقة للأمراض العضلية، تسمح باختبار الأدوية بشكل أكثر أمانا وفعالية دون الحاجة إلى التجارب البشرية المباشرة.
التصنيع الحيوي في المدار
يشير الباحث بارث تشانسوريا (Parth Chansoria)، قائد المشروع في ETH زيورخ، إلى أن هذه التجربة “تفتح الباب أمام عصر جديد من التصنيع الحيوي في الفضاء، حيث يمكن للعلماء إنتاج أنسجة وأعضاء بشرية في بيئة خالية من قيود الجاذبية الأرضية”.
وأضاف: “تُظهر نتائجنا أن بناء أنسجة دقيقة في الفضاء ليس حلما علميا، بل خطوة عملية نحو تطبيقات طبية وصناعية مستقبلية.”
