تويت
هنالك إجماع على أن الخلايا الجذعية المتعددة الاحتمالات (pluripotent cells) رائعة. والآن، فقد وجد الباحثون طريقة جديدة لخلق “وحدات تركيبية” للخلايا الجذعية الجنينية embryonic stem cells: ESCs)), التي قد تستعمل لخلق أعضاء مجهرية، وإجراء اختبارات تجدد الأنسجة، واختبار الأدوية، ولأغراض بيولوجية بحثية أخرى.
وبالرغم من أن الطباعة البيولوجية للخلايا الجذعية الجنينية (ESCs) ليست جديدة كليًا، حتى وقت قريب، لم يستطع العلماء سوى إنتاج صفيحتين ثنائيتي الأبعاد من الخلايا. والآن، نشر فريق من العلماء من جامعة تسنغوا في الصين وجامعة دركسل في فيلادلفيا دراسة تمهد لتقنية جديدة لطباعة مجسم ثلاثي الأبعاد مشابه للشبكة محمل بالخلايا الجذعية.
في الأوضاع البيولوجية الطبيعية، تميل الخلايا الجذعية الجنينية للتكتل سوية بشكل كروي مشكلة أجسادًا مضغية (embryoid bodies) -وهي تجمعات من الخلايا متعددة الاحتمالات (pluripotent cells) التي تستطيع التخصص لأي نوع من الخلايا أو الأنسجة في الجسم.
يشير الباحثون أن هذه العملية تحاكي المراحل الأولية لتكوين الجنين، والجسد المضغي الكروي الشكل هو أكثر ملاءمة للدراسة من الصفائح المعتادة التي نحصل عليها عبر زرع الخلايا في صحن زراعة الخلية المسطح. ولأن ترتيب الخلايا الجذعية الجنينية ثلاثي الأبعاد قد يؤثر على تخصص الخلية ووظيفتها، ينبه الباحثون بأن خلق الأجساد المضغية في المختبر أمر ضروري، ولكن من الصعب فعله بالنسبة للتحكم بكيفية تجمع الخلايا ولأي درجة سيصل حجم الجسد المضغي كروي الشكل.
إن المقاربة الجديدة للطباعة ثلاثية الأبعاد ستتيح للعلماء خلق وحدات تركيبية ثابتة للخلايا الجذعية بدقة عالية.
وبحسب قائد البحث واي سون: «كان من المذهل رؤية أن باستطاعتنا زرع أجساد مضغية بهذا الكم من السيطرة”. ويضيف: «إن الجسد المضغي الذي نما ثابت ومتجانس، ويشكل نقطة بداية أفضل بكثير لنمو نسيج».
لأجل هذه التقنية، قام الباحثون بمزج الخلايا الجذعية الجنينية مع هلام مائي (hydrogel)، و قاموا بطباعة 6 طبقات من مربعات شبكية بالغة الصغر، بقطر ٨ مم وسماكة ١مم.
تمت زراعة هذا المجسم، وقام الباحثون بعدها بمشاهدة نمو الخلايا لتشكل أجساد مضغية كروية بدون أن تترك مواقعها على الشبكة. هذا يعني أن الخلايا كانت تتكاثر ولكن في مكانها الأصلي، بدل أن تختلط ببعضها بشكل عشوائي. النتيجة كانت مجموعة ثابتة من الكريات الخليوية.
إنه لمن السهل تدمير الخلايا عند تصنيعها بواسطة الطابعة ثلاثية الأبعاد، لذلك يسر العلماء الإشارة أنه وبعد بناء شبكة الهلام المائي، بقيت أكثر من ٩٠ ٪ من الخلايا الجذعية متعددة الاحتمالات حية وقادرة على التجدد الذاتي. حتى أن الخلايا كانت تنمو بشكل أسرع من حالة زراعتها على مسطح، وبعد 7 أيام بقيت وظائفها تعمل بشكل رائع، حتى أن قدرتها على التخصص لم تتأثر بواقع أنه تمت طباعتها.
الآن يأمل الفريق أن تكون الوحدات التركيبية هذه مفيدة لباحثين أخر، مع أنهم يخططون للمزيد من التجارب باستخدام مقاسات أخرى لرؤية إن كان ذلك سيؤثر على حجم الأجساد المضغية المنتجة.
وبحسب سيون: «على المدى الطويل، نأمل أن نستطيع إنتاج أجساد جنينية غير متجانسة يمكن التحكم بها». ويكمل: «إن هذا سيتيح لأنواع مختلفة من الخلايا النمو بالقرب من بعضها البعض، مما سيمهد الطريق لزراعة أعضاء مجهرية من مسودة في المختبر».
وبالرغم من أن الطباعة البيولوجية للخلايا الجذعية الجنينية (ESCs) ليست جديدة كليًا، حتى وقت قريب، لم يستطع العلماء سوى إنتاج صفيحتين ثنائيتي الأبعاد من الخلايا. والآن، نشر فريق من العلماء من جامعة تسنغوا في الصين وجامعة دركسل في فيلادلفيا دراسة تمهد لتقنية جديدة لطباعة مجسم ثلاثي الأبعاد مشابه للشبكة محمل بالخلايا الجذعية.
في الأوضاع البيولوجية الطبيعية، تميل الخلايا الجذعية الجنينية للتكتل سوية بشكل كروي مشكلة أجسادًا مضغية (embryoid bodies) -وهي تجمعات من الخلايا متعددة الاحتمالات (pluripotent cells) التي تستطيع التخصص لأي نوع من الخلايا أو الأنسجة في الجسم.
يشير الباحثون أن هذه العملية تحاكي المراحل الأولية لتكوين الجنين، والجسد المضغي الكروي الشكل هو أكثر ملاءمة للدراسة من الصفائح المعتادة التي نحصل عليها عبر زرع الخلايا في صحن زراعة الخلية المسطح. ولأن ترتيب الخلايا الجذعية الجنينية ثلاثي الأبعاد قد يؤثر على تخصص الخلية ووظيفتها، ينبه الباحثون بأن خلق الأجساد المضغية في المختبر أمر ضروري، ولكن من الصعب فعله بالنسبة للتحكم بكيفية تجمع الخلايا ولأي درجة سيصل حجم الجسد المضغي كروي الشكل.
إن المقاربة الجديدة للطباعة ثلاثية الأبعاد ستتيح للعلماء خلق وحدات تركيبية ثابتة للخلايا الجذعية بدقة عالية.
وبحسب قائد البحث واي سون: «كان من المذهل رؤية أن باستطاعتنا زرع أجساد مضغية بهذا الكم من السيطرة”. ويضيف: «إن الجسد المضغي الذي نما ثابت ومتجانس، ويشكل نقطة بداية أفضل بكثير لنمو نسيج».
لأجل هذه التقنية، قام الباحثون بمزج الخلايا الجذعية الجنينية مع هلام مائي (hydrogel)، و قاموا بطباعة 6 طبقات من مربعات شبكية بالغة الصغر، بقطر ٨ مم وسماكة ١مم.
تمت زراعة هذا المجسم، وقام الباحثون بعدها بمشاهدة نمو الخلايا لتشكل أجساد مضغية كروية بدون أن تترك مواقعها على الشبكة. هذا يعني أن الخلايا كانت تتكاثر ولكن في مكانها الأصلي، بدل أن تختلط ببعضها بشكل عشوائي. النتيجة كانت مجموعة ثابتة من الكريات الخليوية.
إنه لمن السهل تدمير الخلايا عند تصنيعها بواسطة الطابعة ثلاثية الأبعاد، لذلك يسر العلماء الإشارة أنه وبعد بناء شبكة الهلام المائي، بقيت أكثر من ٩٠ ٪ من الخلايا الجذعية متعددة الاحتمالات حية وقادرة على التجدد الذاتي. حتى أن الخلايا كانت تنمو بشكل أسرع من حالة زراعتها على مسطح، وبعد 7 أيام بقيت وظائفها تعمل بشكل رائع، حتى أن قدرتها على التخصص لم تتأثر بواقع أنه تمت طباعتها.
الآن يأمل الفريق أن تكون الوحدات التركيبية هذه مفيدة لباحثين أخر، مع أنهم يخططون للمزيد من التجارب باستخدام مقاسات أخرى لرؤية إن كان ذلك سيؤثر على حجم الأجساد المضغية المنتجة.
وبحسب سيون: «على المدى الطويل، نأمل أن نستطيع إنتاج أجساد جنينية غير متجانسة يمكن التحكم بها». ويكمل: «إن هذا سيتيح لأنواع مختلفة من الخلايا النمو بالقرب من بعضها البعض، مما سيمهد الطريق لزراعة أعضاء مجهرية من مسودة في المختبر».