تعرف بعض الكائنات الحية بقدراتها على تجديد أطرافها وأجزاء جسدها المفقودة، ولكن هذا الأمر لا يحدث مع البشر، الذين يحتاجون في حالات كثيرة إلى زراعة الأعضاء.
يستبدل الجسم الخلايا الفردية باستمرار مع تآكلها، فعلى سبيل المثال، يتم التخلص من الطبقة الخارجية من الجلد كل أربعة أسابيع تقريبًا.
ومع ذلك، فإن تجديد الأعضاء وأجزاء الجسم الكاملة يتجاوز نطاق علم الأحياء البشري، ويتجه الأطباء إلى نقل الأعضاء من شخص لآخر في حال تلفها لدى المريض بشكل كامل.
وفي السنوات الأخيرة، نجح العلماء في زراعة مجموعة من أجزاء الجسم البشري المقلدة في المختبر من الخلايا الجذعية، ونماذج الأعضاء، في ظروف تحاكي جسم الإنسان، فما هي هذه الأعضاء؟
قناتي فالوب
في عام 2015، استخدم العلماء الخلايا الجذعية لتنمية الطبقة الخلوية الداخلية لقناتي فالوب البشرية، وهي الهياكل التي تربط المبايض بالرحم.
وصف الباحثون العضويات الناتجة بأنها تشترك في سمات قناتي فالوب الحقيقية بالحجم الكامل، مثل شكلها المميز.
المخ
على مدى العقد الماضي، طور الباحثون نسخًا مصغرة ثلاثية الأبعاد من الدماغ البشري، في المختبر.
زرع العلماء نماذج مصغرة من الدماغ البشري الجنيني والحبل الشوكي، وأدمغة صغيرة نمت خصيصًا من أنسجة دماغ الجنين.
وتعمل وكالات فضاء على زراعة الأعضاء الدماغية في الفضاء لدراسة الشيخوخة المتسارعة وتطور الأمراض العصبية مثل مرض الزهايمر.
القلب
في عام 2024، استخدم العلماء الخلايا الجذعية لتنمية قلوب بشرية مصغرة في المختبر.
تختوي هذه القلوب المقلدة، التي يبلغ حجمها أصغر من حبة الأرز، على أوعية دموية وجميع أنواع الخلايا التي توجد عادة في قلب الإنسان، حتى أنها تنبض مثل القلب الحقيقي.
وبشكل منفصل، يعمل الباحثون أيضًا على تطوير ما يسمى بأجهزة القلب على الشريحة لدراسة أمراض القلب.
الكلية
في عام 2015، قام العلماء بتنمية كلية صغيرة في المختبر.
نجح العلماء في تنمية العضو، الذي يحتوي على جميع أنواع الخلايا المختلفة الموجودة في الكلية البشرية، من الخلايا الجذعية باستخدام مزيج من المواد الكيميائية المحفزة للنمو.
قال الفريق الذي عمل على هذا الاختبار إنه يشبه كلية الجنين النامي ويمكن استخدامه لاختبار الأدوية.
الرئة
نجح باحثون بتنمية رئة ثلاثية الأبعاد في المختبر، حيث قاموا بتطوير هياكل مجرى الهواء المعروفة باسم الشعب الهوائية وأكياس الرئة الصغيرة المعروفة باسم الحويصلات الهوائية.
وقال جيسون سبنس ، المؤلف المشارك في الدراسة وأستاذ الطب الباطني والهندسة الطبية الحيوية وعلم الأحياء الخلوي والتنموي في كلية الطب بجامعة ميشيغان الأمريكية، في بيان: “يمكن لهذه الرئات المصغرة محاكاة استجابات الأنسجة الحقيقية وستكون نموذجًا جيدًا لدراسة كيفية تشكل الأعضاء وتغيرها مع المرض، وكيف قد تستجيب للأدوية الجديدة”.
المعدة
في عام 2014، قام العلماء بتنمية معدة صغيرة في المعمل.
استغرقت العضويات حوالي شهر لتتطور وتشكل هياكل مجوفة على شكل بيضاوي تحتوي على طيات داخلية مثل تلك الموجودة في معدة الإنسان، حسب جيم ويلز ، أحد الباحثين الذين طوروها وأستاذ علم الأحياء التنموي في المركز الطبي لمستشفى سينسيناتي للأطفال بأمريكا.
الأذن
تمكن علماء من طباعة آذان بشرية ثلاثية الأبعاد، حيث تم تصنيعها من خلايا حية نمت حول قالب على شكل أذن لمدة ثلاثة أشهر تقريبًا.
طعّم العلماء القالب المطبوع ثلاثي الأبعاد بمزيج من خلايا أذن البقر الحية، بالإضافة إلى الكولاجين من ذيول الفئران لدعم نمو الخلايا.
زرع الفريق العلمي القائم على المشروع الأذنين الاصطناعية في الفئران لمدة تتراوح من شهر إلى ثلاثة أشهر بينما قام العلماء بتقييم كيفية تغير الأعضاء في الحجم والشكل أثناء نموها.
وسيعمل العلماء تاليا على النظر في استخدام خلايا الأذن البشرية، بدلاً من خلايا الأبقار، والأمل هو إنشاء أذن بديلة في نهاية المطاف للأطفال الذين يولدون بصغر صيوان الأذن، وهو تشوه لا تتطور فيه الأذن الخارجية بشكل صحيح، مما يؤدي غالبًا إلى فقدان السمع.
القولون
في عام 2024، قام العلماء بإنشاء نسخة ثلاثية الأبعاد من خلايا جذعية للفئران تم تحفيزها لتنضج في طبق مختبري باستخدام مواد كيميائية تحفز النمو لتشبه القولون في النهاية.
حفّز العلماء سرطان القولون والمستقيم في الأعضاء المزروعة لدراستها لأسابيع مما يسمح بتتبع تطور المرض بمزيد من التفصيل أكثر من أي وقت مضى.
ويخطط الفريق بعد ذلك لتنمية هذه القولونات الصغيرة باستخدام خلايا من مرضى سرطان القولون والمستقيم لجعل العمل أكثر قابلية للتطبيق على البشر.
الخصيتين
تضم قائمة أجزاء الجسم التي قام العلماء بزراعتها في المختبر أيضًا إصدارات مصغرة ثلاثية الأبعاد من الخصيتين.
ظهرت زراعة الخصيتين لأول مرة في عام 2024 من خلايا الفئران بمساعدة مواد كيميائية تحفز النمو.
يقول الباحثون إن هذه الأعضاء يمكن استخدامها لدراسة الحالات التي تعوق وظيفة الخصية، مثل اضطرابات النمو الجنسي والعقم عند الذكور.
المشيمة
صمّم العلماء نموذجًا للمشيمة في المختبر من أجل دراسة كيفية تطور العضو أثناء الحمل وما الذي قد يؤدي إلى ظهور مضاعفات خطيرة.
وفي عام 2018، ابتكر العلماء مشيمات صغيرة ثلاثية الأبعاد تتكون من مجموعة متنوعة من الخلايا وهياكل الأعضاء.
ووجد الباحثون أن هذه العضويات تفرز هرمونات يمكن أن تنتج نتيجة إيجابية في اختبار الحمل المتاح دون وصفة طبية.
المصادر:
