أعلن باحثون روس عن تطوير تقنية مبتكرة لإنتاج الأحبار الحيوية من شأنها تسريع تصنيع الأنسجة والأعضاء البشرية حسب الطلب داخل المختبرات، بما يتوافق مع الخصائص البيولوجية لكل مريض على حدة. وتمتاز هذه التقنية بقدرتها على تحفيز تجدد الأنسجة وتنظيم الالتهابات، ما يجعلها خطوة متقدمة نحو توسيع تطبيقات الطب التجديدي والهندسة النسيجية في الممارسة السريرية.

تقنية جديدة لزراعة الأنسجة داخل المختبر

بحسب ما أفادت به صحيفة «إزفيستيا» (Izvestia)، فإن التركيبة الجديدة للأحبار الحيوية لا تقتصر على دعم نمو الأنسجة فحسب، بل تتميز أيضًا بإمكانية النقل والتخزين الآمن، الأمر الذي يسهم في تسريع إدخالها إلى التطبيقات الطبية السريرية، ولا سيما في مجال زراعة الأنسجة والأعضاء المصنعة حيويا.

ويستعد العلماء حاليا لاستخدام هذه المادة الجديدة في طباعة أولى الغرسات الخاصة بمركّب دواعم الأسنان، في خطوة تُعد مهمة نحو توحيد معايير الطباعة الحيوية للأعضاء المصنّعة حسب الطلب.

ما هو سِكريتوم الخلايا الجذعية؟

طوّر باحثو جامعة سيتشينوف الطبية أحبارا حيوية تعتمد على هيدروجيل متوافق حيويا، مُدعّم بـسِكريتوم الخلايا الجذعية الميزنكيمية، وهو مزيج من المواد البيولوجية النشطة التي تفرزها هذه الخلايا.

ويعمل هذا السِكريتوم على:

تحفيز هجرة الخلايا

تنظيم الاستجابة الالتهابية

دعم عمليات التجدد النسيجي

ورغم الإمكانات العالية للخلايا الجذعية الميزنكيمية في التجدد وتنظيم المناعة، فإن استخدامها المباشر في العلاج يتطلب إجراءات طويلة ومعقدة وتكاليف مرتفعة، إضافة إلى شروط خاصة للتخزين والنقل.

لماذا يُعد السِكريتوم بديلاً عمليا عن الخلايا الجذعية؟

لهذه الأسباب، يتجه الباحثون بشكل متزايد إلى استخدام سِكريتوم الخلايا الجذعية بدلا من الخلايا الحية نفسها، إذ إنه:

لا يحتوي على خلايا حية

أسهل في الإنتاج والتخزين والنقل

يحتفظ بالتأثيرات العلاجية التجديدية والمناعية

إلا أن التحدي الأساسي يتمثل في غياب بروتوكول موحّد لإنتاج السِكريتوم، حيث يؤدي اختلاف ظروف زراعة الخلايا إلى تغيّر كبير في تركيبه البيولوجي.

طريقة إنتاج ذات نشاط بيولوجي مرتفع

أوضحت الباحثة ناستاسيا كوشيليفا، من معهد الطب التجديدي بجامعة سيتشينوف، أن الفريق البحثي:

حلّل سِكريتوم الخلايا الجذعية من مصادر مختلفة

درس تأثير ظروف الزراعة المتعددة

طوّر طريقة إنتاج تضمن نشاطا بيولوجيا مرتفعا ومستقرا

وأضافت أن تغليف السِكريتوم داخل هيدروجيل متوافق حيويًا يساعد على الحفاظ على فعاليته البيولوجية ويضمن قابلية تكرار النتائج، وهو عامل حاسم لاعتماد هذه التقنية مستقبلا في الاستخدامات السريرية.

الأحبار الحيوية والطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد

أصبح الهيدروجيل المطوّر أساسا لإنتاج أحبار حيوية مخصصة لتصنيع هياكل هندسية نسيجية، وهي تقنية تهدف إلى إنشاء أنسجة وأعضاء وظيفية خارج جسم الإنسان باستخدام الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد.

وتشمل الخطط القريبة للفريق البحثي:

طباعة أنسجة مركّب دواعم الأسنان

التوسع لاحقًا إلى تطبيقات تشمل أنسجة وأعضاء أخرى

مشروع متكامل لتصنيع الأعضاء حسب الطلب

يأتي هذا التطوير ضمن برنامج بحثي متكامل في جامعة سيتشينوف يهدف إلى إنشاء تقنيات تصنيع الأعضاء حسب الطلب. وقد شملت المراحل السابقة من المشروع:

عزل ودراسة خلايا أولية من تجويف الفم

تكوين عضيات حيوية (Organoids)

تطوير أغشية كولاجينية مخصصة لتجديد الأنسجة

ويُكمل الهيدروجيل الجديد سلسلة الأحبار الحيوية المطوّرة، من خلال توفير وسيلة معيارية لنقل المواد البيولوجية النشطة.

واقع إنتاج الأحبار الحيوية في روسيا والعالم

أوضحت البروفيسورة لاريسا فولوفا، مديرة معهد أبحاث التكنولوجيا الحيوية في جامعة سامارا الطبية، أن مجال الطباعة الحيوية يُعد من أكثر المجالات تطورا وطلبا في روسيا حاليا.

وبيّنت أن أبرز التحديات تتمثل في:

تطوير أحبار حيوية مناسبة

الجمع بين الهيدروجيل والخلايا البشرية

تلبية متطلبات تقنية وبيولوجية عالية الدقة

وأكدت أن الأحبار الحيوية المعتمدة على سِكريتوم الخلايا الجذعية تُعد اتجاها واعدا للغاية وقد تمثل نقطة تحوّل في تطور الطباعة الحيوية محليا وعالميا.

أهمية الأحبار الحيوية ذات النشاط البيولوجي المحدد

من جانبه، شدد البروفيسور ألبرت ريزفانوف، رئيس مركز التميز في الطب الشخصي بجامعة قازان الفيدرالية، على أن الأحبار الحيوية ذات النشاط البيولوجي الموجّه تمثل عنصرا أساسيا في تطوير الطباعة الحيوية الحديثة.

وأوضح أن هذه المواد:

لا تُشكّل هياكل ثلاثية الأبعاد فقط

بل تُوجّه سلوك الخلايا

وتُحفّز التجدد

وتُسهم في تقليل الالتهابات

السِكريتوم ومفهوم العلاج الباراكْريني

أشار الخبير إلى أن استخدام سِكريتوم الخلايا الجذعية ينسجم مع المفهوم الحديث للعلاج الخلوي القائم على التأثير غير المباشر (الباراكْريني)، حيث تتحقق الفوائد العلاجية من خلال:

عوامل النمو

السيتوكينات

الحويصلات الحيوية

وذلك دون الحاجة إلى زرع خلايا حية، ما يُسهّل التطبيق السريري ويقلل التعقيدات الطبية والتنظيمية.

عرض النتائج في مؤتمر دولي بالصين

عُرضت نتائج هذا البحث، المدعوم بمنحة من وزارة العلوم والتعليم العالي الروسية، خلال مؤتمر الجمعية الدولية لهندسة الأنسجة والطب التجديدي في الصين، وهو أحد أبرز المنتديات العلمية في منطقة آسيا والمحيط الهادئ في مجالات الطب التجديدي والمواد الحيوية والهندسة النسيجية.