مشروع بحثي جديد في ريغنسبورغ: ثورة في الطب الحيوي!

مشروع بحثي جديد في ريغنسبورغ: ثورة في الطب الحيوي!

بدأ مشروع بحث طبي حيوي جديد يسمى "T-Sense-3D" في الحرم الجامعي جامعة ريغنسبورغ بدأ عمله. هذا المشروع مدفوع إلى حد كبير بـ معهد فراونهوفر للأنظمة الدقيقة الإلكترونية وتقنيات الحالة الصلبة (EMFT) يدعم ويتلقى تمويلاً من الوزارة الاتحادية للأبحاث والتكنولوجيا والفضاء (BMFTR) يصل إلى حوالي 1.5 مليون يورو. الهدف من المشروع هو المراقبة الأيضية المتكاملة لمزارع الخلايا ثلاثية الأبعاد، والتي أصبحت ذات أهمية متزايدة في أبحاث الطب الحيوي.

يمثل المشروع خطوة مهمة في تطوير طرق جديدة لقياس عالي الدقة لتغيرات درجات الحرارة الدنيا في نماذج الأنسجة الحية. تعتبر التغيرات في درجات الحرارة مؤشرات على نشاط التمثيل الغذائي الخلوي. تتيح نماذج الأنسجة ثلاثية الأبعاد تصوير الأعضاء البشرية بشكل أكثر واقعية من طبقات الخلايا التقليدية ثنائية الأبعاد، والتي غالبًا لا تعكس الظروف البيولوجية الفعلية. ويكتمل هذا النهج بعدم وجود طرق تحليلية مناسبة لتسجيل التفاعلات مع المكونات النشطة أو الملوثات. ويتم استخدام أجهزة استشعار بوليمرية مخصصة وإلكترونيات قياس حديثة لهذا الغرض.

الأهداف والمتطلبات الفنية

أحد الاهتمامات الرئيسية لمشروع "T-Sense-3D" هو وضع معايير جديدة في اختبار السمية والفعالية. يضمن دمج قسم "المستشعرات الخلوية" في Fraunhofer EMFT في العمل البحثي أن جامعة ريغنسبورغ ليست شريكًا رسميًا في المشروع، ولكنها تشارك بشكل وثيق في العمليات. بالإضافة إلى ذلك، يتم دمج رسائل الماجستير والدكتوراه من الجامعة في المشروع.

تعتمد معظم أجهزة الاستشعار التي تم تطويرها كجزء من المشروع على النمو المباشر للخلايا والأنسجة على محولات الإشارات المادية. وهذا يتطلب مهارات شاملة في أنظمة النماذج البيولوجية وتكنولوجيا القياس وتحليل البيانات. يتم إيلاء اهتمام خاص للواجهة بين الخلايا وأجهزة الاستشعار، والتي يتم تحليلها بشكل أساسي وتكييفها مع الاحتياجات المحددة من أجل تمكين إجراءات القراءة غير الغازية والخالية من الملصقات.

التعاون والتقدم التكنولوجي

يتم دعم مشروع "T-Sense-3D" من خلال التعاون الوثيق مع ثلاث شركات ذات توجهات تكنولوجية: FEW Chemicals GmbH، وibidi GmbH، وnanoAnalytics GmbH. تهدف هذه التعاونات إلى جعل العملية قابلة للاستخدام في اختبار الأدوية الصناعية. يمكن أن تؤدي إمكانات هذه الطريقة إلى تغيير جذري في العمل مع نماذج الأنسجة ثلاثية الأبعاد في الطب الحيوي التجريبي، وبالتالي المساهمة في الحد من التجارب على الحيوانات، كما يهدف إلى روح مفهوم 3R (استبدال التجارب الحيوانية وتقليلها وصقلها).

بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام مواد متقدمة مثل الهلاميات المائية الكبريتية وسقالات السيليكون لتزويد الخلايا ببيئة طبيعية. يعد البحث في مزارع الخلايا ثلاثية الأبعاد أمرًا بالغ الأهمية لأن مزارع الخلايا ثنائية الأبعاد السابقة غالبًا ما تكون غير قابلة للتحويل إلى الأنسجة الفعلية. يعمل الباحثون في دريسدن بقيادة كارستن فيرنر على مواد هلامية مصممة خصيصًا للأنسجة الاصطناعية، بينما أنشأت بيجي ستوك من مستشفى جامعة لايبزيغ هياكل من السيليكون توفر مساحة سطحية كبيرة للاستعمار وتحاكي نمو الخلايا.

وبشكل عام، يُظهر مشروع "T-Sense-3D" التزام العلماء بتطوير حلول مبتكرة لتحديات الطب الحيوي الحديث مع مراعاة الجوانب الأخلاقية للبحث في الوقت نفسه. ومن خلال إنشاء نماذج أكثر واقعية لعلم وظائف الأعضاء البشرية، يمكن للعلم أن يقلل بشكل كبير من استخدام الاختبارات على الحيوانات في المستقبل، مما يعكس احتياجات المشهد البحثي المتقدم.