علماء يصنعون آلية من "الليغو" تستطيع تنمية جلد الإنسان!

ليس من السهل دائما الحصول على عينات من الأنسجة البشرية لإجراء فحوصات بيولوجية. بينما يتم الحصول عليها من خلال التبرع بالأعضاء أو من الأنسجة التي تمت إزالتها أثناء العمليات الجراحية، يجد العلماء صعوبة متزايدة في الحصول عليها.
وليس فقط لأن هناك كمية محدودة من عينات الأنسجة البشرية. هناك أيضا توافر محدود لحجم ونوع معين من عينات الأنسجة اللازمة للعديد من المشاريع التي تجري في أي وقت من الأوقات.
وقال كريس توماس، محاضر ومدير الدراسات البحثية العليا في كلية الصيدلة والعلوم الصيدلانية، في جامعة كارديف: "لهذا السبب قررنا معالجة المشكلة من خلال بناء طابعة منخفضة التكلفة وسهلة الوصول إليها وقادرة على إنشاء عينات من الأنسجة البشرية باستخدام واحدة من أكثر الألعاب شيوعًا في العالم".
وقدّم ظهور الطباعة الحيوية الثلاثية الأبعاد حلاً محتملاً لصعوبة الحصول على عينات الأنسجة. تتضمن هذه التقنية تحميل "الحبر الحيوي"، الذي يحتوي على خلايا حية، في خرطوشة.
وبدوره يتم تحميله في الطابعة الحيوية. بمجرد أن تتم برمجتها، تقوم الطابعة الحيوية بطباعة الحبر الحيوي المحمل بالخلايا لتشكيل هياكل ثلاثية الأبعاد تهدف إلى تكرار التكوين المعقد للأنسجة البيولوجية.
على عكس الخلايا الثنائية الأبعاد التي تزرع على ألواح، والتي لا يزال معظمنا يعتمد عليها في أجزاء كبيرة من بحثنا، تمكن الطابعات الحيوية العلماء من زراعة الخلايا في ثلاثة أبعاد. وهذا يكرر بشكل أفضل الهندسة المعقدة لبيولوجيا الإنسان. بمعنى آخر، تسمح تقنية الطباعة الحيوية للباحثين بعمل نماذج أكثر قابلية للمقارنة لدراسة الأنسجة السليمة والمريضة.
وأفاد سيون كولمان، محاضر أول في كلية الصيدلة والعلوم الصيدلانية، جامعة كارديف، أن "المشكلة هي في أن هذه الآلات تأتي بتكلفة عالية للغاية تصل إلى عشرات بل مئات الآلاف من الجنيهات الاسترلينية. هذا دفعنا إلى سؤال عما إذا كان بإمكاننا بناء طابعة حيوية ثلاثية الأبعاد بأسعار معقولة. كان الجواب "نعم" وقررنا القيام بذلك باستخدام ليغو".
وبحسب مجلة " sciencealert" العلمية، سيعرف أي شخص جرّب لعبة "ليغو"، أنها رخيصة ومتعددة الاستخدامات، ولكن يتم تصنيعها أيضا بدقة عالية جدا مع أجزاء موحدة التي يمكن الوصول إليها عالميا.
علمنا أيضًا أن "ليغو" قد تم استخدامها بالفعل لإنشاء طابعات ثلاثية الأبعاد تقليدية. لكن ما بقي غير مؤكد هو ما إذا كان بإمكاننا أخذ الفكرة الأساسية لطابعة "ليغو" الثلاثية الأبعاد التي تطبع هياكل ثلاثية الأبعاد صلبة من البلاستيك وهندسة طباعة مادة بيولوجية ناعمة.
وأضاف وأوليفر كاستل، محاضر أول في كلية الصيدلة والعلوم الصيدلانية، جامعة كارديف: "بدأنا العمل على طابعة بيولوجية عالية المواصفات وبأسعار معقولة في زاوية من معمل في مختربنا كارديف الخاص بنا باستخدام مكعبات "ليغو" وعلامتهم التجارية الفرعية الميكانيكية وجهاز برمجة "Lego Mindstorm" ومضخة معملية وهو جهاز موجود بشكل شائع في مختبرات الأبحاث".
وعمل فريق متعدد التخصصات من المهندسين وعلماء الأحياء معًا لتصميم وهندسة وبناء وبرمجة الطابعة الحيوية الخاصة بنا.
ويتم الآن استخدام الطابعة الحيوية الخاصة بنا لإنشاء طبقات من خلايا الجلد، والعمل على نموذج جلدي بشري كامل النطاق. يمكن أيضا تعديله باستخدام أنواع مختلفة من الفوهات لطباعة أنواع مختلفة من الخلايا، وبناء مجموعة متنوعة من التعقيدات في عينات الأنسجة.
وليس فقط بإمكان طابعتنا الحيوية أن تزودنا بنموذج تمثيلي دقيق لجلد الإنسان فحسب، بل يمكن استخدامها أيضًا لإضافة الخلايا المريضة إلى النماذج الصحية التي ننتجها. سيمكننا ذلك من دراسة كيفية تطور أمراض الجلد وكيفية تفاعل الخلايا الصحية والمريضة. سيمكننا أيضا من معرفة كيفية تقدم الأمراض الجلدية وكيف يمكن تطوير العلاجات المحتملة.
بكل بساطة، نريد أن تمكن طابعة ليغو الحيوية الباحثين من إجراء أبحاث رائدة لأن ذلك سيؤدي في النهاية إلى فهم أفضل للبيولوجيا وزيادة تحسين صحة الإنسان.