تم اتخاذ خطوة مهمة في جامعة هارفارد لإنتاج قلوب بشرية للزرع

و قلب غير قادر على التجدد بعد التلف. لذلك ، فإن جهود المتخصصين في هندسة الأنسجة تحاول تطوير تقنيات لتجديد عضلة القلب للتطور ولإنشاء قلب كامل من الصفر في المستقبل أهمية كبيرة لأمراض القلب وجراحة القلب. ومع ذلك ، فهذه مهمة صعبة ، حيث يجب نمذجة الهياكل الفريدة ، وأبرزها الترتيب الحلزوني للخلايا. لطالما اشتبه في أن هذا النوع من التنظيم الخلوي ضروري لضخ كميات كبيرة من الدم بشكل كافٍ.


نجح مهندسون حيويون من كلية هارفارد جون إيه بولسون للهندسة والعلوم التطبيقية في إنشاء أول نموذج هجين حيوي لغرفة قلب الإنسان خلايا القلب المرتبة حلزونيا لخلق ومن ثم إثبات صحة الافتراض. هذا الترتيب الحلزوني للخلايا يزيد بشكل كبير من كمية الدم التي يتم ضخها مع كل نبضة قلب. هذه خطوة مهمة تقربنا من هدف بناء قلب قابل للزرع من الصفر ، "كما يقول البروفيسور كيت باركر ، أحد المؤلفين الرئيسيين للدراسة. يمكننا قراءة النتائج على صفحات علوم قراءة.

 مصدر الصورة: Pixabay ؛ هؤلاء

تم وضع الأساس لإنجازات العلماء الأمريكيين اليوم قبل 350 عامًا من قبل الإنجليزي ريتشارد لور. كان الطبيب ، الذي كان من بين مرضاه الملك تشارلز الثاني ، أول من لاحظ ووصف في Tractatus de Corde أن ألياف عضلة القلب مرتبة بشكل حلزوني. على مدى القرون التي تلت ذلك ، تعلم العلماء المزيد والمزيد عنها قلب، لكن دراسة الترتيب الحلزوني لخلاياها كانت صعبة للغاية. في عام 1969 ، افترض إدوارد سالين من كلية الطب بجامعة ألاباما أن الترتيب الحلزوني للخلايا هو الذي يجعل القلب يعمل بكفاءة. ومع ذلك ، لم يكن من السهل اختبار هذه الفرضية لأنه من الصعب جدًا مقارنة القلوب بأخرى الهندسة اوند صفائف الألياف لبناء.
كان هدفنا هو بناء نموذج يسمح لنا باختبار فرضية سالين ودراسة معنى بنية الألياف اللولبية "، يشرح جون زيمرمان من SEAS.

طور الباحثون طريقة تسمى الدوران النفاث المركّز (FRJS). يعمل الجهاز بشكل مشابه لماكينة غزل البنات. السائل البوليمر الحيوي في الخزان يخرج من خلال فتحة صغيرة وهو قوى الطرد المركزي، التي تعمل على الخزان الدوار ، يتم دفعها للخارج. بعد مغادرة الخزان ، يتبخر المذيب من البوليمر الحيوي وتتصلب المادة إلى ألياف. إن تدفق الهواء الذي يتم التحكم فيه بدقة ، بدوره ، يجلب ألياف في الشكل الصحيح. من خلال معالجة هذا الشعاع ، من الممكن إعطاء الألياف البنية الصحيحة التي تحاكي ألياف عضلة القلب. مع FRJS ، يمكننا بدقة تكرار الهياكل المعقدة عن طريق إنشاء هياكل من غرفة واحدة وحتى أربع غرف ، كما يضيف Hubin Chang.

بعد أن تم حياكة الهياكل المناسبة بهذه الطريقة ، قام الباحثون بإخراج خلايا عضلة قلب الفئران أو عضلات القلب حصلوا على خلايا جذعية بشرية على مثل هذه السقالة. بعد أسبوع ، تمت تغطية السقالة بطبقات متعددة من خلايا القلب الانقباضية والانبساطية مرتبة بنفس طريقة ألياف البوليمر الحيوي.
ابتكر الباحثون اثنين أبنية الخلايا القلبية. أحدهما يحتوي على ألياف مرتبة بشكل لولبي ، والآخر بألياف مرتبة في دائرة. ثم قارنوا بينهما تشوه الغرفة، وسرعة إرسال الإشارات الكهربائية ، وكمية الدم التي يتم طردها أثناء الانقباض. تم العثور على الغرفة ذات الألياف المرتبة شعاعيًا لتكون متفوقة على الغرفة بترتيب دائري في جميع الجوانب التي تم اختبارها.

بالإضافة إلى ذلك ، أظهر العلماء أن طريقتهم يمكن توسيع نطاقها ليس فقط لحجم قلب الإنسان ، ولكن حتى بحجم قلب حوت المنك. لم يجروا أي اختبار على نماذج أكبر لأن ذلك يستخدم مليارات من عضلات القلب سيطلب.