استخدم فريق متخصص بالهندسة الحيوية في جامعة ستانفورد الأمريكية، تقنيات الطباعة المتقدمة ثلاثية الأبعاد؛ في محاولة لتحويل عجينة مصنوعة من الخلايا الحية إلى قلب بشري أو إلى أعضاء أخرى.
ومن المعلوم أن جميع حجرات قلب الإنسان تضخ الدم في انسجام تام، بالاعتماد على خلايا مرنة تنقبض عند الحاجة للعمل بكفاءة عالية، في آلية هندسية قائمة على ضبط محكم لشكله وحركته.
ويشكل إصلاح خلل ما في القلب تحديا كبيرا؛ ما يضطر آلاف المرضى الشباب المصابين باضطرابات قلبية خُلقية لتحمل المرض طوال حياتهم.
وقال مارك سكايلار سكوت، الأستاذ المساعد في الهندسة الحيوية في كليات الهندسة والطب في ستانفورد، إن ”أمراض القلب لدى الأطفال من أكثر أشكال العيوب الخلقية انتشارا في الولايات المتحدة؛ ما يشكل ضغطا كبيرا على كثير من العائلات“.
وأضاف: ”رغم وجود عمليات تدخل جراحي لإطالة عمر الأطفال، يعاني كثير منهم من تقييد نشاطهم مضطرين إلى عيش حياة مليئة بالشكوك والخوف، والحل الحقيقي الوحيد هو استبدال الأنسجة التالفة أو المشوهة بطريقة ما“. وفقا لموقع ”سايتيك دايلي“.
والأساليب الحالية غير قادرة على إنتاج أنسجة معقدة وإبقائها على قيد الحياة، فالأعضاء البشرية مكونة من طبقات معقدة من خلايا ذات بنية ثلاثية الأبعاد يكاد تكرارها أن يكون مستحيلا.
وللتغلب على هذه العقبة، عمد الفريق إلى بناء أنسجة سميكة على دفعات، طبقة تلو الأخرى، باستخدام تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد المتقدمة، واضعين كل نوع من الخلايا في مكانه الصحيح مثل برج يُبنى بالطوب، وهي طريقة تنفع لصنع أنسجة معقدة مثل أنسجة القلب.
ومع أن التقنية الجديدة واعدة جدا، لا يخلو الأمر من عقبات كبيرة وشائكة، وعلى النقيض من الخيوط البلاستيكية التي يمكن للطابعات تسخينها وضغطها بأشكال لا متناهية، فإن الخلايا الحية ناعمة وطرية وأسفنجية بشكل يدعو للإحباط.
ويبقى تطبيق تقنية الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد، بناء على الإمكانيات الحالية بطيئا جدا، وطباعة عضو واحد قد تحتاج آلاف الأعوام؛ لذلك يسعى الفريق البحثي إلى تجاوز ذلك من خلال استخلاص مادة من الخلايا الجذعية المعدلة وراثيا عبر جهاز طرد مركزي، ودمجه مع كتل كبيرة من الخلايا لطباعة عدد كبير من الخلايا في بنية هرمية.
ويبرمج الباحثون بعدها الخلايا لتصبح عضلة قلب، ثم توضع الخلايا في مفاعل حيوي، وهو جهاز بحجم الهاتف الذكي يساعد على إبقاء الخلايا حية لتنمو داخله.
ويأمل الباحثون في إنتاج أعضاء كاملة، من خلال تطوير قدراتهم على إنتاج عدد هائل من الخلايا واكتشاف أساليب لهندسة الخلايا وجعلها أقوى وأقل تكلفة، وصولا إلى نموها، وإنتاج أعضاء أو أجزاء قابلة للزراعة في الجسد البشري.
