يمكن أن يحدث هذا الجلد المزروع في المختبر ثورة في عمليات الزرع

أدى الاختراق إلى إطلاق نقاش: ماذا نصنع الان؟ أراد أحد الفصائل أن ينمي وجهه ، لكن الفصيل الذي أراد تجربة يد فاز. لقد تخيلوا هيكلًا خماسي الأصابع يمكن فتحه عند الرسغ ، والانزلاق مثل القفاز ، ثم خياطة. يقول أباسي: “سيكون عليك فقط وضع الضمادات حول منطقة الرسغ – وستكون هذه هي الجراحة”.

لذلك قام المختبر بطباعة سقالة ذات خمسة أصابع بحجم علبة السكر ، وأعد الخلايا كما كانت من قبل ، ثم اختبر مدى ثبات البنية “عديمة الحواف” مقارنةً بالطعوم التقليدية. في اختبار إجهاد ميكانيكي ، تغلبت التركيبات عديمة الحواف على البقع المسطحة بنسبة تصل إلى 400 بالمائة. كشفت الصور المجهرية عن مصفوفة خارج خلوية صحية وأكثر طبيعية – شبكة من البروتينات والجزيئات التي توفر بنية للأنسجة. تحتوي هذه المصفوفة على جزيئات أكثر ، مثل حمض الهيالورونيك ، وتصميم أكثر واقعية للخلايا. كان أباسي سعيدًا ، لكنه مندهش: “لقد كان من الرائع حقًا أن نرى كيف تستجيب الخلايا حقًا لمجرد التغيير في الهندسة. لا شيء آخر.” يعتقد أن هذه الطريقة أفضل في إنشاء بديل طبيعي للجلد لأنها تسمح للخلايا بالنمو بطريقة طبيعية ومغلقة.

ولكن هل يمكن لطعم جلدي مثل هذا في الواقع يأخذ؟ إن عرض الماوس الذي أجراه بابالاردو – والذي فعله في النهاية 11 مرة – يشير إلى ذلك. لم يكن من الممكن إجراء نفس الجراحة باستخدام الطعوم المسطحة ؛ اختار تجربة الطرف الخلفي للفأر لأن هندسة المنطقة معقدة للغاية. بعد أربعة أسابيع ، أصبح استبدال الجلد مدمجًا تمامًا في الجلد المحيط بالفأر.

يقول آدم فاينبرج ، مهندس الطب الحيوي في جامعة كارنيجي ميلون: “كانت الطريقة التي نجحوا بها في تشغيل هذا الأمر مثيرة للغاية”. نحن في طريقنا إلى إتاحة هذه التقنيات على نطاق أوسع. في نهاية المطاف ، في غضون عقد آخر أو نحو ذلك ، سيغير حقًا كيف يمكننا إصلاح جسم الإنسان بعد الإصابة أو المرض “.

إنه متحمس بشكل خاص لكيفية قيامهم بتغذية الجلد بالأوعية الدموية ، مما يساعده على نمو الأوعية الدموية. يمكن أن يكون ذلك نعمة كبيرة للأشخاص الذين يعانون من قرحة السكري. يقول Feinberg: “الأوعية الدموية هي التي تحافظ على الأنسجة حية” ، وأحد أسباب إصابة الناس بقرحة السكري في المقام الأول هو ضعف الدورة الدموية في أنسجتهم. “لو [engineers] يمكن أن تخلق نوعية أوعية أفضل للأنسجة في البداية ، وقد تحقق المزيد من النجاح “في علاج هؤلاء المرضى ، كما يقول.

يشير ساشانك ريدي ، جراح التجميل ومهندس الأنسجة في جامعة جونز هوبكنز ، إلى أن الفريق يمكنه أيضًا زراعة هذه الهياكل من خزعات صغيرة جدًا ، بدلاً من الاضطرار إلى زرع كمية كبيرة من الأنسجة من مكان آخر في جسم المريض. يقول ريدي: “لنفترض أنه كان عليّ أن أعيد إظهار ساعد شخص ما بالكامل – فهذا كثير من الجلد الذي يجب أن أستعيره في مكان آخر من أجسادهم ، من ظهرهم أو فخذهم”. تؤدي إزالة هذا النسيج إلى حدوث خلل في “الموقع المتبرع” الذي أُخذ منه. ويتابع قائلاً: “الجمال الآخر لهذا النهج ليس الهندسة فقط ، ولكنه يجنب هذا الخلل في موقع المتبرع”.

ويشير شيرمان إلى أن عملية الزرع التي يمكن إجراؤها في غضون ساعة تعد بمثابة تحسن كبير مقارنة بعمليات الكسب غير المشروع الحالية ، والتي يمكن أن تستغرق ما بين 4 و 11 ساعة ، مما يتطلب تخديرًا مكثفًا للمريض الضعيف. يقول شيرمان: “يمكن أن تكون خطوة عميقة إلى الأمام”.

ومع ذلك ، يجب على التركيبات الجديدة أن تزيل العديد من العقبات – مثل التجارب السريرية – قبل أن يتمكن الجراحون من استخدامها ، كما يقول ريدي. لم تحاول العديد من الشركات زرع أنسجة مُهندَسة على المرضى. في العام الماضي ، قام شخص يدعى 3DBio بزرع أذن بشرية مطبوعة من الخلايا.

ويلاحظ ريدي أن هذا النسيج يفتقد إلى العديد من مكونات الجلد الحقيقي ، مثل بصيلات الشعر والغدد العرقية. يقول: “يمكن للناس أن يفكروا في هذه الأشياء على أنها” من الجيد امتلاكها “، لكنهم حقًا مهمون جدًا في ترسيخ الجلد”. من الضروري أيضًا دمج أصباغ الجلد لتتناسب مع لون البشرة. لكنه متفائل بأن هذه الوظائف الإضافية قابلة للتحقيق ، ويلاحظ أن العروض التجريبية الجراحية على الفئران تُترجم بسهولة إلى البشر أكثر من تجارب الأدوية التي أجريت على الفئران. يقول: “هناك دائمًا مفاجآت في علم الأحياء ، ولكن ليس من قبيل القفزة القول بأنها ستتكاثر”. “إنها مسألة هندسية أكثر من كونها قضية اكتشاف أساسية.”

يرى Abaci إمكانية استخدام هذا الجلد المصمم هندسيًا لاختبار الأدوية ومستحضرات التجميل ودراسة البيولوجيا الأساسية للجلد. لكن القرعة الرئيسية بالنسبة له هي إنشاء عمليات زرع – بشكل مثالي تلك التي يمكن أن تستمر كقطعة واحدة يمكن ارتداؤها ويمكن تصميمها بمساعدة مجموعات بحثية أخرى متخصصة في العضلات أو الغضاريف أو الدهون.

في غضون ذلك ، كانت مجموعته تعمل على إنشاء هياكل أكبر ، مثل يد رجل بالغ. (يعتقدون أن الأمر سيستغرق خزعة 4 مم فقط للحصول على ما يكفي من الأنسجة لزراعة 45 مليون خلية ليفية و 18 مليون خلية كيراتينية مطلوبة لثقافة بهذا الحجم.) كما يخططون للتخلص من السقالة والبدء في طباعة الأنسجة الفعلية. لن يؤدي ذلك إلى قطع بعض الخطوات فحسب ، بل يمنحهم مزيدًا من التحكم في سمك الجلد ووظائفه في مناطق مختلفة.

مهندسو الأنسجة واثقون من أن الأساليب الجديدة مثل هذه ستجلبها إلى العيادة. لقد أصبحت حقًا مسألة متى هل سيكون هذا متاحًا “، كما يقول Feinberg ،” وليس ملف لو.“