تقنية الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد قد تشكّل مستقبل علاج مرض السكري

تقنية جديدة لعلاج مرض السكري باستخدام حبر حيوي وطباعة ثلاثية الأبعاد

ابتكر باحثون من جامعة بوهانج للعلوم والتكنولوجيا في كوريا الجنوبية تقنية جديدة واعدة لعلاج مرض السكري باستخدام حبر حيوي مستخلص من أنسجة البنكرياس وتقنية الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد. وقد تم نشر الدراسة في مجلة “نيتشر كوميونيكيشنز” (Nature Communications) وغطاها موقع يوريك أليرت.

الخلايا الجذعية وعلاقتها بعلاج السكري

تعتبر خلايا جزر لانغرهانس الموجودة في البنكرياس مسؤولة عن إفراز الإنسولين لتنظيم مستويات السكر في الدم. لكن التحدي الرئيسي الذي يواجه العلماء في محاولاتهم لعلاج السكري هو إنتاج هذه الخلايا في المختبر، وتكوين بيئة دقيقة تدعم عملها بشكل فعال، مثل الأنسجة الداعمة والشبكات الوعائية في البنكرياس.

الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد

تُستخدم الطباعة الحيوية لإنشاء هياكل حية ثلاثية الأبعاد مماثلة لتلك التي توجد في الأنسجة والأعضاء الحية. يتم ذلك باستخدام حبر حيوي خاص مكون من مواد حيوية وهلام مائي يحتوي على خلايا حية. تُعد هذه التقنية بمثابة أداة أساسية في الطب التجديدي، حيث يمكن من خلالها بناء أنسجة تحتوي على خلايا حية.

ابتكار الحبر الحيوي “بي آي إن إي” (PINE)

وفي هذه الدراسة، قام الفريق البحثي بتطوير حبر حيوي خاص يحتوي على بروتينات تحاكي البيئة الطبيعية حول خلايا جزر لانغرهانس، ويُعرف هذا الحبر بـ “بي آي إن إي” (PINE)، وهو اختصار لـ “المصفوفة خارج الخلوية الشبيهة بالبيئة الدقيقة حول خلايا الجُزُر”.

نموذج الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد

استفاد الفريق من تقنية الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد لإنشاء نموذج نسيج يشبه نسيج البنكرياس الذي يتحكم في إفراز الإنسولين. وتم استخدام خلايا جزر لانغرهانس المستخلصة من الخلايا الجذعية، وقاموا بترتيبها مع أوعية دموية مدمجة ضمن هذا النموذج، مما يحاكي بنية البنكرياس الحقيقي. أُطلق على هذا النموذج اسم “تجمعات الخلايا الشبيهة بجزر لانغرهانس البشرية مع الأوعية الدموية” (HICA-V).

النتائج والآفاق المستقبلية

أظهرت الخلايا المزروعة داخل النموذج زيادة في إنتاج الإنسولين، كما أظهرت خصائص وظيفية مشابهة لتلك التي نراها في خلايا جزر لانغرهانس الطبيعية. وأظهرت الخلايا استجابة مماثلة لتلك التي تحدث في حالة الإصابة بمرض السكري، مما يعزز إمكانية استخدام هذه التقنية في علاج السكري.

دور هذه التقنية في أبحاث السكري

قالت البروفيسورة جينا جانغ، الباحثة المشاركة في الدراسة: “إن التقنية التي تم تطويرها تحاكي بدقة بنية ووظيفة البنكرياس البشري، مما يدعم نضوج خلايا جزر لانغرهانس ويعزز وظائفها. ونحن نتوقع أن تساهم هذه التقنية بشكل كبير في تسريع أبحاث السكري وتطوير الأدوية المضادة له، بالإضافة إلى تحسين كفاءة عمليات زراعة خلايا لانغرهانس”.

إن هذه التقنية قد تمثل خطوة كبيرة نحو تحسين علاج مرض السكري، وتقديم أمل جديد في استخدام الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد لتحسين وظيفة البنكرياس وإنتاج الإنسولين بشكل طبيعي في الجسم.