استخدم العلماء بيئة انعدام الجاذبية على متن محطة الفضاء الدولية لإنشاء أنسجة كبد بشرية ذات وظائف متفوقة.
وخلافا للنهج التقليدي المرتبط بالأرض والذي يستخدم أطرا اصطناعية لتوجيه نمو الخلايا، تسمح بيئة انعدام الجاذبية للخلايا بالتجمع الذاتي بشكل طبيعي. ونتيجة لذلك، تظهر أنسجة الكبد المتكونة في الفضاء تمايزا ووظائف معززة مقارنة بتلك التي نمت في ظروف أرضية.
وعلى الأرض، تُستخدم السقالات الاصطناعية أو أطباق الزرع لتوفير بنية لنمو الخلايا، ولكن هذه المواد يمكن أن تتداخل مع وظيفة الخلايا. ومع ذلك، في الفضاء، يسمح غياب الجاذبية للخلايا بالطفو بحرية وتنظيم نفسها دون الحاجة إلى مساعدة خارجية.
ويؤدي هذا إلى أنسجة تحاكي بشكل أوثق الفسيولوجيا الطبيعية، وهو عامل رئيسي في إنشاء غرسات قابلة للتطبيق للأغراض الطبية.
وقال الدكتور تامي تي تشانغ، أستاذ الجراحة في جامعة كاليفورنيا، في سان فرانسيسكو: "تشير نتائجنا إلى أن ظروف الجاذبية الصغرى تمكن من تطوير أنسجة الكبد ذات التمايز والوظائف الأفضل من تلك التي يتم زراعتها على الأرض. ويمثل هذا خطوة حاسمة نحو إنشاء غرسات أنسجة الكبد القابلة للتطبيق والتي يمكن أن تكون بمثابة بديل أو مكمل لزراعة الكبد التقليدية".
ويعد تطوير مفاعل حيوي مخصص، يُعرف باسم Tissue Orb، والذي تم تصميمه خصيصا لدعم تجميع الأنسجة ذاتيا في الفضاء، أحد المكونات الأساسية للمشروع.
ويتميز هذا المفاعل الحيوي بنظام الأوعية الدموية الاصطناعية وتبادل الوسائط الآلي، ما يحاكي تدفق الدم الطبيعي وتبادل المغذيات الذي تعيشه الأنسجة البشرية في الجسم.
ومن خلال تكرار هذه الظروف في بيئة الجاذبية الصغرى، يأمل الفريق في إنشاء أنسجة وظيفية أكثر مناسبة للزرع أو التطبيقات الطبية الأخرى.
وأحد التحديات الرئيسية التي يواجهها الفريق هو الحفاظ على الأنسجة المعدلة ونقلها إلى الأرض.
ولمعالجة هذا، يتضمن البحث تطوير تقنيات الحفظ بالتبريد المتقدمة. وستختبر المرحلة التالية من المشروع التبريد الفائق المتساوي الحرارة، وهي طريقة تسمح بتخزين الأنسجة في درجات حرارة دون الصفر دون التسبب في تلف الخلايا.
وإذا نجحت، يمكن أن تعمل طريقة الحفظ هذه على إطالة العمر الافتراضي للأنسجة المصنعة بشكل كبير، ما يجعلها قابلة للنقل والاستخدام في مجموعة من السيناريوهات الطبية، بما في ذلك اختبار الأدوية، وربما الزرع العلاجي.
ومن المقرر أن يتم عرض النتائج التجريبية لهذه الدراسة بشكل مفصل خلال المؤتمر السريري للكلية الأمريكية للجراحين (ACS) لعام 2024 في سان فرانسيسكو، كاليفورنيا، الذي يعقد ما بين 19 و22 أكتوبر الجاري.
