في خطوة ثورية جديدة، اقترب العلماء في الولايات المتحدة خطوةً أخرى من التوقف عن التجارب على الحيوانات، بعد تنمية أنسجة دماغ بشرية واقعية في المختبر.
ووفقًا لتقرير نشره اليوم الأربعاء موقع "ساينس ألرت" العلمي، طوّر فريق بحثي بقيادة المهندسة الحيوية إيمان نوشادي من جامعة كاليفورنيا ريفرسايد (UCR) نظام سقالات مبتكرًا يسمح للخلايا الجذعية العصبية بالتطور إلى خلايا عصبية وظيفية ناضجة ثلاثية الأبعاد.
ويستخدم النظام، المسمى BIPORES (نظام بيجل المتكامل المسامي الهندسي)، شكلًا معدلًا كيميائيًا من البولي إيثيلين جلايكول (PEG). وبينما يُعد PEG بوليمرًا شائعًا، فقد هندسه الفريق باستخدام جسيمات نانوية من السيليكا لإنشاء بنية "لزجة" تشبه الإسفنج. تُنشئ هذه البنية الفريدة مصفوفة داعمة من المسام المجهرية، ما يُثبت نمو الخلايا دون الاعتماد على الطلاءات البيولوجية المشتقة من الحيوانات، والتي غالبًا ما تُضعف موثوقية التجارب.
وتقول نوشادي: "تضمن هذه المادة حصول الخلايا على ما تحتاجه للنمو والتنظيم والتواصل مع بعضها البعض في مجموعات تشبه الدماغ". وتضيف: "نظرًا لأن البنية تشبه البيئة الطبيعية بشكل دقيق، يُمكننا البدء في تصميم نماذج أنسجة تتمتع بتحكم أدق في سلوك الخلايا أثناء التجارب".
ووفقًا للبحث المنشور في مجلة Advanced Functional Materials، يوفر نظام BIPORES بيئة مستقرة تدعم الدراسات طويلة المدى، وهو عامل حاسم لفهم الأمراض التنكسية العصبية مثل الزهايمر أو التعافي من السكتات الدماغية. وباستخدام الخلايا الجذعية البشرية – التي يُحتمل أن تكون مشتقة من دم المريض أو جلده – يمكن للباحثين إنشاء "خلايا عصبية اختبارية" مخصصة لتقييم علاجات محددة.
ويؤكد برينس ديفيد أوكورو، المهندس البيولوجي في الفريق، على أهمية هذا الاستقرار، قائلًا: "هذا مهم بشكل خاص لأن خلايا الدماغ الناضجة تعكس بشكل أفضل وظيفة الأنسجة الحقيقية عند دراسة الأمراض أو الصدمات ذات الصلة".
يبشر هذا الإنجاز بتقليل الاعتماد على النماذج الحيوانية، مقدمًا بديلاً أكثر أخلاقية ودقة علمية. ويسعى الباحثون بالفعل إلى توسيع نطاق هذه التقنية لتشمل أعضاءً أخرى، مثل الكبد، متطلعين إلى مستقبلٍ يعتمد على أنظمة الأنسجة المترابطة. وتضيف نوشادي: "سيتيح لنا النظام المترابط رؤية كيفية استجابة الأنسجة المختلفة للعلاج نفسه. إنها خطوة نحو فهم بيولوجيا الإنسان والأمراض بشكلٍ أكثر تكاملًا".