كيف ينمّي العلماء أنسجة بشرية من الخلايا الجذعية؟

تبدأ تنمية نسيج بشري في المختبر بخلايا لم تفقد قدرتها على التحول إلى هويات حيوية مختلفة. يطبق العلماء عليها إشارات كيميائية وفيزيائية مرتبة زمنياً لتقليد بعض مراحل النمو الطبيعي، ثم يفحصون ما إذا كانت الخلايا الناتجة تشبه النسيج المطلوب في البنية والسلوك.

ما هي الخلايا الجذعية متعددة القدرات؟

هي خلايا تستطيع إنتاج أنواع عديدة من خلايا الجسم. وقد يستخدم الباحثون خطوطاً خلوية معروفة، أو يعيدون برمجة خلايا مأخوذة من الدم أو الجلد لتعود إلى حالة متعددة القدرات.

كيف يوجه العلماء الخلايا نحو هوية محددة؟

لا يحدث التطور بأمر واحد. يضيف المختبر جزيئات إشارية ويزيلها وفق جدول دقيق، فتتغير الجينات النشطة تدريجياً. وتختلف الوصفة إذا كان الهدف نسيجاً قلبياً أو عصبياً أو كبدياً.

كيف تتحول الخلايا إلى بنية ثلاثية الأبعاد؟

يمكن وضع الخلايا في هلام أو هيكل داعم أو قالب، كما قد تتجمع ذاتياً. تتيح البيئة ثلاثية الأبعاد للخلايا ملامسة جيرانها وترتيب المواد المحيطة بها بطريقة لا توفرها الزراعة المسطحة.

لماذا تحتاج بعض الأنسجة إلى الحركة أو التدفق؟

تنضج أنسجة كثيرة تحت تأثير قوى فيزيائية. قد يحتاج نموذج القلب إلى الشد وتدفق السائل، بينما يحتاج نموذج العظم إلى الضغط. وتطبق المفاعلات الحيوية هذه المؤثرات بدرجات مضبوطة.

كيف يتحقق الباحثون من جودة النسيج؟

يكشف المجهر شكل البنية، وتحدد اختبارات الجينات والبروتينات حالة الخلايا، وتقيس الاختبارات الميكانيكية أو الكهربائية الوظيفة. ويمكن لتحليل الخلية المفردة كشف الأنواع الموجودة ونسبها.

لماذا لا يكون كل نسيج مخبري صالحاً للزرع؟

قد يحاكي النموذج البحثي خصائص محددة فقط. أما النسيج المزروع فيجب أن يتحمل العمل الطويل، ويتكامل بأمان مع الجسم، ويتجنب الاستجابة المناعية الضارة، ويُصنع وفق معايير ثابتة، ثم ينجح في التجارب السريرية.