حبر حيوي من المخاط يبشر بزراعة نسيج الرئة
تاريخ النشر: 5th, August 2024 GMT
تقتل الأمراض الرئوية ملايين الأشخاص في أنحاء العالم كل عام؛ فخيارات العلاج محدودة، ونماذج الحيوانات لدراسة هذه الأمراض والأدوية التجريبية غير كافية. لكن كشف باحثون في مجلة "إيه سي إس للمواد الحيوية التطبيقية" في 12 يوليو/تموز عن نجاحهم في إنشاء حبر بيولوجي يعتمد على المخاط للطباعة الثلاثية الأبعاد لنسيج الرئة، ويمكن أن يساعد هذا التقدم يوما ما في دراسة الحالات الرئوية المزمنة وعلاجها.
بينما يتلقى بعض الأشخاص الذين يعانون من أمراض الرئة عمليات زراعة، تظل الأعضاء المتبرع بها في نقص شديد. وكبديل، يمكن استخدام الأدوية والعلاجات الأخرى لإدارة الأعراض، ولكن لا يتوفر علاج لاضطرابات مثل مرض الانسداد الرئوي المزمن والتليف الكيسي.
ويستمر الباحثون في البحث عن أدوية أفضل، وغالبا ما يعتمدون في اختباراتهم على فئران المختبر، ولكن قد تلتقط هذه النماذج الحيوانية فقط جزئيا تعقيدات الأمراض الرئوية في البشر، وقد لا تتنبأ بدقة بسلامة الأدوية الجديدة وفعاليتها.
وفي الوقت نفسه، يستكشف العلماء إنتاج نسيج الرئة في المختبر، إما كنموذج أكثر دقة لدراسة الرئتين البشريتين أو كمواد محتملة لاستخدامها في الزراعة. تتضمن إحدى التقنيات الطباعة الثلاثية الأبعاد لهياكل تحاكي الأنسجة البشرية، ولكن تصميم حبر بيولوجي مناسب لدعم نمو الخلايا لا يزال يمثل تحديا. ولذلك قرر أشوك رايشور وزملاؤه في قسم هندسة المواد، من المعهد الهندي للعلوم في الهند، التغلب على هذه العقبة، وفقا لما نشره موقع يوريك أليرت.
خطوات نحو الأمامبدأ الفريق باستخدام الميوسين، وهو أحد مكونات المخاط التي لم تستكشف على نطاق واسع في الطباعة الحيوية. تشبه أجزاء من البنية الجزيئية لهذا البوليمر المضاد للبكتيريا "عامل نمو البشرة"، وهو بروتين يعزز ارتباط الخلايا ونموها. أجرى رايشور وزملاؤه تفاعلا بين الميوسين وأنهيدريد الميثاكريليك لتشكيل الميوسين الميثاكريليت (MuMA) الذي قاموا بعد ذلك بخلطه مع خلايا الرئة.
أضيف حمض الهيالورونيك -وهو بوليمر طبيعي موجود في الأنسجة الضامة وغيرها- لزيادة لزوجة الحبر الحيوي وتعزيز نمو الخلايا والالتصاق بالميوسين الميثاكريليت. وبعد طباعة الحبر في أنماط اختبار بما في ذلك الشبكات المستديرة والمربعة، تم تعريضه للضوء الأزرق لربط جزيئات الميوسين الميثاكريليت. لوحظ أن الروابط المتقاطعة تعمل على دعم استقرار الهيكل المطبوع في شكل هلام مسامي يمتص الماء بسهولة لدعم بقاء الخلايا.
ووجد الباحثون أن المسامات المترابطة في الهلام تسهل انتشار العناصر الغذائية والأكسجين، وذلك يشجع نمو الخلايا وتكوين أنسجة الرئة. وكانت الهياكل المطبوعة غير سامة وتتحلل بيولوجيا ببطء في ظل الظروف الفسيولوجية، مما يجعلها مناسبة بشكل محتمل كغرسات حيث يُستبدل الهيكل المطبوع تدريجيا بأنسجة رئة جديدة. ويمكن أيضا استخدام الحبر الحيوي لعمل نماذج ثلاثية الأبعاد للرئتين لدراسة عمليات أمراض الرئة وتقييم العلاجات المحتملة.
المصدر: الجزيرة
كلمات دلالية: حراك الجامعات حريات
إقرأ أيضاً:
كيف يسهم التغير المناخي في انتشار الأوبئة والجوائح؟
تشير دراسة جديدة إلى أن الظروف المناخية، من ارتفاع درجات الحرارة، وزيادة معدلات هطول الأمطار السنوية، وندرة المياه، تسهم في زيادة احتمالات تفشي الأوبئة والأمراض الحيوانية المنشأ الجديدة بوتيرة سريعة في مختلف أنحاء العالم.
وأكدت الدراسة التي نُشرت في مجلة "ساينس أدفانس" أن التغيرات المناخية التي تؤدي بدورها إلى تغيرات بيئية كاستخدام الأراضي، والتعدي البشري على المناطق الحرجية، وزيادة الكثافة السكانية، وفقدان التنوع البيولوجي، كلها عوامل تزيد من مخاطر انتشار الأمراض.
اقرأ أيضا list of 3 itemslist 1 of 3مفاهيم مناخية.. ما العلاقة بين الاحتباس الحراري وتغير المناخ؟list 2 of 3تغير المناخ يهدد حمية البحر المتوسطlist 3 of 3تغير المناخ يرهق إمدادات الدم العالميةend of listوقدمت الدراسة خريطة عالمية ومؤشرات لمخاطر الأوبئة الخاصة بكل دولة وقدراتها على الاستعداد والاستجابة للتهديدات الحيوانية المنشأ. وأشارت إلى أن تلك العوامل جعلت الأوبئة والجوائح الناجمة عن انتقال مسببات الأمراض من الحيوانات إلى البشر، والانتشار الحيواني، أكثر تواترًا.
وجمع الباحثون بيانات عن تفشي الأمراض الحيوانية المنشأ المُدرجة على قائمة الأولويات لدى منظمة الصحة العالمية خلال الفترة من 1975 إلى 2020، اعتمادًا على بيانات الشبكة العالمية للأمراض المعدية والوبائيات.
كما حددت الدراسة 9 أمراض حيوانية المنشأ تتمثل في العدوى التي تنتقل من الحيوانات إلى البشر وذات قدرة عالية على التسبب في حالات طوارئ صحية عامة حادة. ومن بينها: فيروس زيكا، وإيبولا، ومتلازمة الالتهاب التنفسي الحاد (سارس).
بشكل عام، يوجد أكثر من 200 مرض حيواني المنشأ معروف، تنتقل عندما يعبر العامل المُمْرِض، مثل الفيروسات أو البكتيريا أو الطفيليات أو الفطريات، من الحيوان إلى الإنسان، سواء من خلال اللدغات، أو ملامسة الدم، أو اللعاب، أو البراز. ومن أبرز الأمثلة على هذه الأمراض: داء لايم، وداء الكلب، وإنفلونزا الطيور، وكوفيد-19 الذي استبعدته الدراسة.
وحسب الدراسة، يتزايد عدد الأمراض الحيوانية المنشأ الجديدة بوتيرة سريعة بفعل جملة عوامل يأتي على رأسها المناخ. وتزدهر أيضا مسببات الأمراض، وكذلك الحيوانات التي تحملها، في المناخات الدافئة والرطبة.
إعلانويُعد الاتصال المتكرر بين البشر والحيوانات عاملا رئيسيا آخر. فعندما يعيش الناس بالقرب من مناطق ذات تنوع بيولوجي غني، مثل الغابات، يزداد خطر انتقال الأمراض.
وحدّد الباحثون 131 تفشيا مرتبطا بأمراض ذات قابلية للتحول إلى أوبئة أو جوائح، خلال الفترة المذكورة، واستخدموا بيانات الأقمار الاصطناعية لتحديد 9 عوامل خطر محتملة تسهم في انتقال الأمراض الحيوانية المنشأ، معظمها مرتبطة بتغير المناخ وتأثيراته.
ومن بين هذه العوامل: الحد الأقصى السنوي لدرجة الحرارة، والحد الأدنى السنوي لدرجة الحرارة، وعجز المياه، وإجمالي هطول الأمطار السنوي، وكثافة الثروة الحيوانية، وتغير استخدام الأراضي، والتغير في القرب بين البشر والغابات، وفقدان التنوع البيولوجي، والكثافة السكانية البشرية.
وحلّلت الدراسة كيف تؤثر العوامل البيئية والمناخية المختلفة على خطر تفشي الأمراض، حيث اعتمد المؤلفون على نموذج تنبؤي قائم على تقنيات التعلم الآلي لدمج هذه المتغيرات.
وخلصت النتائج إلى أن معدل تفشي الأمراض في أميركا اللاتينية يعد الأكبر بنسبة 27.1%، تليها أوقيانوسيا بنسبة 18.6%، وآسيا بنسبة 6.9%، وأفريقيا بنسبة 5.2%، ثم وأوروبا بنسبة 0.2%، وأميركا الشمالية بنسبة 0.08%.
كما وجدت الدراسة أن ما يصل إلى 20% من السكان في العالم يعيشون في مناطق ذات مخاطر متوسطة، بينما يعيش 3% في مناطق ذات مخاطر عالية وعالية جدا.
وبيّنت النتائج أن التغيرات المناخية مثل ارتفاع درجات الحرارة وزيادة هطول الأمطار يرفعان من احتمالات انتقال العدوى، إذ إن العوائل الطبيعية للمُمْرِضات تتكيّف غالبا مع البيئات الحارة والرطبة، خصوصا في المناطق الاستوائية.
كما وجد الباحثون أن ندرة المياه مرتبطة بأعلى خطر لتفشي الأمراض، ربما بسبب تجمع الحيوانات حول مصادر المياه القليلة المتبقية، مما يسهل انتقال المُمْرِضات، أما الظروف القاحلة للغاية فقد تؤدي إلى انقراض العوائل، وبالتالي توقف انتشار المُمْرِض.
وأكدت الدراسة أن إزالة الغابات وتغير استخدام الأراضي يزيدان من فرص التواصل بين البشر والحيوانات البرية، مما يفتح الباب لانتقال مسببات الأمراض. وترتبط أيضا الكثافة السكانية، سواء للبشر أو للماشية، بزيادة احتمال تفشي الأمراض الحيوانية المنشأ، إذ تسهّل هذه الكثافة انتقال المُمْرِضات وانتشارها.
مباريات سيراميكا كليوباترا فى الدور الأول 2025-2026