ثورة في المختبر: الباحثون يطورون أنسجة اصطناعية نابضة بالحياة!

ثورة في المختبر: الباحثون يطورون أنسجة اصطناعية نابضة بالحياة!

قام فريق بحث دولي بتطوير نسيج اصطناعي رائع يتميز بالثبات والسوائل. تم نشر هذا الاختراع المبتكر في 27 فبراير 2025 في المجلة اتصالات الطبيعة تم نشره تحت قيادة جامعة كريستيان ألبريشتس في كيل (CAU). يتكون النسيج الاصطناعي من ملايين الخلايا الاصطناعية، واللبنات الأساسية فيها عبارة عن قطرات ماء محاطة بطبقة مزدوجة من الدهون.

أنشأ الباحثون شبكات خلايا بدائية لها العديد من الخصائص المشابهة للأنسجة البيولوجية الحية. يبلغ حجم هذه "الخلايا" حوالي 30 جزءًا من الألف من المليمتر وتظهر خصائص ميكانيكية تذكرنا بالخلايا الحية. تطبق المحركات الجزيئية قوى على الغشاء عن طريق محاكاة العملية الفسيولوجية التي تحدث في الخلايا الطبيعية. تُذكِّرنا هذه المحاكاة التجريبية بالقوى التي يمكن أن يمارسها سوط البكتيريا السابحة لتحريك الخلايا داخل الهياكل الاصطناعية.

الابتكارات في أبحاث الأغشية

يمكن أن تلعب الأنسجة الاصطناعية دورًا مهمًا في دراسة شبكات الخلايا الطبيعية. وتتمثل الخطة في دمج البروتينات في الأغشية لتوليد الإمكانات الكهربائية. ومن الممكن أن يكون لهذا البحث تطبيقات طويلة المدى، خاصة في المجال الطبي. وتشمل التطبيقات المستقبلية المحتملة تغطية الغرسات الطبية بالأنسجة الاصطناعية للمساعدة في عملية الشفاء. هناك أيضًا اعتبارات حول كيفية تزويد هذه الأغشية بمركبات البروتين أو الكربوهيدرات من أجل محاكاة هياكل الجسم لجهاز المناعة.

كما هو واضح من السياق التاريخي لأبحاث الأغشية، وصف باحثون مهمون مثل إيفرت جورتر وإف جريندل الأساسيات التي أدت إلى نموذج جورتر-جريندل لغشاء الخلية. أنتجت أبحاثهم في عشرينيات القرن العشرين رؤى مهمة حول الطبقة الدهنية الثنائية، والتي يتم تجميعها معًا عن طريق التفاعلات الكارهة للماء. تتميز كل من الأغشية الطبيعية والاصطناعية باختلافات في تعقيدها ووظائفها. في حين أن الأغشية الحيوية تتكون من مجموعة متنوعة من الدهون والبروتينات والكربوهيدرات، فإن طبقات الدهون الثنائية الاصطناعية غالبًا ما تكون أبسط في البنية ومُحسَّنة لتطبيقات محددة، مثل توصيل الأدوية أو كنماذج في الأبحاث.

الآفاق المستقبلية للنسيج الاصطناعي

لا يُظهر التطور الجديد إمكانية قيام الغرسات العصبية باستبدال الخلايا العصبية المعيبة فحسب، بل يُظهر أيضًا إمكانيات استخدامها في الطب التجديدي. توفر الأنظمة الاصطناعية بعض المزايا، لكن وظائفها وديناميكياتها أقل قدرة على التكيف من الأغشية الحيوية الطبيعية. وتنتج هذه الاختلافات عن طريقة تشكلها وتفاعلها مع البيئة.

باختصار، إن التقدم في أبحاث الأنسجة الاصطناعية لا يلقي الضوء على بيولوجيا الأغشية فحسب، بل يفتح أيضًا آفاقًا واعدة للتطبيقات المستقبلية في الطب والتكنولوجيا الحيوية. في حين أن الدراسات التي أجراها كبار العلماء مثل جورتر وغريندل قد وضعت الأساس، فإن الفريق الحالي في جامعة كيل قد نقل أبحاث الأغشية إلى المستوى التالي وخلق فرصًا رائعة لمزيد من استكشاف النظم البيولوجية.