علماء ينجحون في تطوير قلب عضوي نابض في المختبر يحاكي القلب البشري

وبشكل ملحوظ، على عكس الإصدارات السابقة من أعضاء القلب الصغيرة هذه، لم يستخدم العلماء السقالات الاصطناعية لربط الخلايا معاً، حيث نظمت الخلايا نفسها لتكوين حجرة مجوفة بدلا من ذلك.

ومن خلال إنشاء نماذج قلب أكثر واقعية كهذه، يأمل العلماء في اكتساب فهم أفضل لكيفية استجابة نظام القلب للأمراض المختلفة التي تصيب البشر وعلاجها مستقبلاً.

وعلى الرغم من كونها مفيدة للدراسات السابقة، إلا أن أجهزة القلب التي تم إنشاؤها باستخدام تقنية السقالات القديمة، المعروفة باسم هندسة الأنسجة، والتي تنظم الخلايا في إطارات دعم اصطناعية تشبه بناء منزل من الطوب، إلا أنها لم تظهر الاستجابات الفسيولوجية نفسها التي تظهر في عضلة القلب الحقيقية، مثل حركة النبض وضخ الدم.

والجدير بالذكر أنه عندما يكون الإنسان في مرحلة الجنين، تتطور الأعضاء البشرية لديه من الخلايا الجذعية خلال عملية تسمى التنظيم الذاتي، وهذا هو المكان الذي تتفاعل فيه كتل البناء الخلوية مع بعضها البعض، وتتحرك وتغير شكلها حتى تظهر بنية عضوية نهائية للأعضاء الداخلية كما نعرفها.

والآن، تمكن العلماء في فيينا من تكرار هذه العملية من خلال تنشيط مسارات الإشارات في الخلايا الجذعية، وبعد أسبوع واحد من التطور، نما عضو مجوف ينبض بشكل إيقاعي، والذي كان قادراً أيضاً على ضغط السائل حول تجويفه، تماماً كما تفعل عضلة القلب البشرية.

وبدورها ترى الباحثة الرئيسية الدكتورة ساشا منجان: "إن عملية التنظيم الذاتي تتعلق بكيفية تصنيع الطبيعة لبلورات ندفة الثلج أو كيفية تصرف الطيور في قطيع أثناء التحليق، ومن الصعب هندسة هذه العملية لأنه يبدو أنها تحدث بشكل تلقائي وعشوائي، ولكنها لاتزال منظمة للغاية في نهاية المطاف".

وأضافت: "إن عملية التنظيم الذاتي للأعضاء البشرية أكثر ديناميكية، وهناك الكثير من الأمور التي لا نفهمها بعد، فنحن نعتقد أن هذا السحر الخفي لعملية التطور، والأشياء التي لا نعرف عنها بعد، هو السبب في عدم فهمنا التام لجميع الأمراض في الوقت الراهن. لذلك، إننا نريد ابتكار نماذج قلب بشرية قادرة على أن تتطور بشكل طبيعي للتنبؤ بالأمراض وكيفية حدوثها وتطوير علاجات لها ومنعها".

تجدر الإشارة إلى أنه يوجد لدى العلماء خطط لزراعة القلب العضوي الذي قاموا بتطويره مع غرف متعددة لتحسين فهم كيفية تطور عيوب القلب لدى الأجنة بالفعل.