العلماء يبتكرون \”أم الدم الحي\” من الدم وخلايا الدماغ البشرية

يُعرف تمدد الأوعية الدموية في الدماغ بأنه مادة الكوابيس، وهو وعاء دموي ينتفخ بصمت مع خطر حدوثه في يوم ما ويسبب مضاعفات تهدد الحياة.

وأنتج فريق من الباحثين في الولايات المتحدة أول تمدد للأوعية الدموية الحية، مطبوعة بيولوجيا خارج جسم الإنسان، وقاموا بإجراء طبي عليها، ولاحظوا الشفاء.

وإذا رأى الأطباء أن شخصا ما يعاني من تمدد الأوعية الدموية في المخ (أم الدم) قبل أن تتمزق – لسوء الحظ يصعب اكتشافه لذلك لا يحدث هذا دائما – فسيحاولون إيقاف تدفق الدم إلى المنطقة. وهناك طريقتان مختلفتان لمعالجته.

ويتمثل الخيار الأول في القص الجراحي – حيث يزيل الجراح جزءا من جمجمتك ويضع مشبكا معدنيا صغيرا على قاعدة تمدد الأوعية الدموية.

أما الخيار الآخر فهو ما يسمى بلف الأوعية الدموية، حيث يجري إدخال قسطرة في شريان في الفخذ، ثم يتم تمريرها عبر الجسم إلى تمدد الأوعية الدموية. ثم يُدفع سلك خلال القسطرة إلى تمدد الأوعية الدموية.

ويوقف كلا العلاجين تدفق الدم، ما يعني أن تمدد الأوعية الدموية لن يزداد حجما. ولكن كلتا الطريقتين تطرحان أيضا مشكلاتهما الخاصة، وقد يكون من الصعب اختيار الأفضل لأي مريض.

وقال مهندس المختبر الوطني لورانس ليفرمور، والمعد الكبير وليام هاينز: \”نظرنا إلى المشكلة واعتقدنا أنه إذا تمكنا من الجمع بين النمذجة الحسابية والنهج التجريبية، فربما يمكننا التوصل إلى طريقة أكثر حتمية لعلاج تمدد الأوعية الدموية أو اختيار العلاجات التي يمكن أن تخدم المريض بشكل أفضل. يمكننا الآن البدء في بناء إطار عمل لنموذج شخصي يمكن للممارس الجراحي استخدامه لتحديد أفضل طريقة لعلاج تمدد الأوعية الدموية\”.

وقام الفريق بطباعة هيكل على شكل تمدد الأوعية الدموية باستخدام الجيلاتين والفيبرين هيدروجيل، ثم زرعوا بعناية السقالة بخلايا دماغية بشرية تسمى hCMECs (الخلايا البطانية الدماغية البشرية الدقيقة) تبطن تمدد الأوعية الدموية على مدار الأيام السبعة التالية، وتشكل تمدد الأوعية الدموية الحية بطباعة ثلاثية الأبعاد.

وعلى الرغم من أن تمدد الأوعية الدموية المزيفة تم إنشاؤها من قبل، إلا أن هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها استخدام الخلايا البشرية لإنشاء بنية حية.

وبمجرد انتشار الخلايا، أجرى الفريق التجارب على تمدد الأوعية الدموية الذي جرى تشكيله حديثا عن طريق تدفق بلازما دم البقر عبر الهيكل، ثم القيام بلف الأوعية الدموية الداخلية الخاصة بها. ومن المثير أن السلك نجح في تكوين جلطة في الموقع – ما يعني أن تدفق الدم تعطل، ونجح النموذج.

ويؤكد الفريق أنه ما يزال هناك طريق طويل قبل أن يصبح هذا جاهزا للأطباء. وما يزال يتعين عليهم العمل بشكل أكبر على نماذج الكمبيوتر للتخثر في ثلاثة أبعاد، باستخدام قياس سرعة صورة الجسيمات بشكل أفضل.

ولكن بمساعدة عمليات مسح دماغ المريض وأنظمة النمذجة الحاسوبية، يأملون في أن تتمكن النماذج الفيزيائية من اتخاذ بعض الطرق نحو التخصيص حسب تمدد الأوعية الدموية لمريض معين.

وهذا تطور مثير يحتوي على الكثير من الاستخدامات المحتملة ، ويعتقد الفريق أن هذا قد يكون خيارا أفضل لتقييم العلاجات الجديدة من النماذج الحيوانية، وعند استخدامه مع النمذجة الحاسوبية، يمكن أن يقلل الوقت الذي تستغرقه التقنيات الجراحية الجديدة للوصول إلى العيادة.

وكتب الفريق في ورقتهم: \”يمكن استخدام هذا النموذج في المختبر لتدريب الجراحين أو طلاب الطب على نشر أجهزة الأوعية الدموية العصبية في بنية الأوعية الدموية المعقدة\”.

ونُشر البحث في Biofabrication.

المصدر: ساينس ألرت