تطوير جل لشفاء الأنسجة باستخدام حويصلات مشتقة من الحليب
نجح علماء وباحثون في تطوير جل لشفاء الأنسجة باستخدام حويصلات خارج الخلية مشتقة من الحليب، ما يمثل اختراقا طبيا.
في التفاصيل، أنشأ باحثون من كولومبيا للهندسة إطار عمل لتصميم المواد الهلامية المائية القابلة للحقن والتي تحتوي على حويصلات خارج الخلية (EVs) لتطبيقات هندسة الأنسجة والطب التجديدي.
نُشرت في مجلة Matter، مقالة للدكتور سانتياجو كوريا، الأستاذ المساعد في الهندسة الطبية الحيوية،وزملاؤه، يصفون فيها منصة هيدروجيل قابلة للحقن تستخدم الحويصلات خارج الخلوية من الحليب لمعالجة الحواجز طويلة الأمد في تطوير المواد الحيوية للطب التجديدي.
الحويصلات خارج الخلوية
الحويصلات خارج الخلوية هي جزيئات تفرزها الخلايا بشكل طبيعي وتحمل مئات الإشارات البيولوجية، مثل البروتينات والمواد الوراثية، مما يتيح التواصل الخلوي المتطور الذي لا تستطيع المواد الاصطناعية تكراره بسهولة.
في هذه الدراسة، صمم كوريا وزملاؤه نظام هيدروجيل حيث تلعب الحويصلات خارج الخلوية دورًا مزدوجًا: فهي تعمل كحمولة نشطة بيولوجيًا ولكنها تعمل أيضًا ككتل بناء هيكلية أساسية، عن طريق ربط البوليمرات المتوافقة بيولوجيًا لتشكيل مادة قابلة للحقن.
باستخدام نهج غير تقليدي يعتمد على الحويصلات الخلوية للحليب من الزبادي، تمكن الفريق من التغلب على قيود الإنتاجية التي تعيق تطوير المواد الحيوية القائمة على الحويصلات الخلوية.
مكّنت الحويصلات الخلوية للزبادي الهيدروجيل من محاكاة آليات الأنسجة الحية والتفاعل بفعالية مع الخلايا المحيطة، مما يعزز الشفاء وتجديد الأنسجة دون الحاجة إلى إضافات كيميائية إضافية.
قال كوريا: "بدأ هذا المشروع كسؤال أساسي حول كيفية بناء هلاميات مائية قائمة على الحويصلات الهوائية الخارجية، وقد أتاحت لنا الحويصلات الهوائية الخارجية المصنوعة من الزبادي أداة عملية لتحقيق ذلك، لكنها تبيّن أنها أكثر من مجرد نموذج".
وأضاف: "لقد وجدنا أن لها إمكانات تجديدية كامنة، مما يفتح الباب أمام مواد علاجية جديدة وسهلة المنال".
وباستخدام الحويصلات خارج الخلوية المشتقة من الزبادي، حدد الفريق مساحة تصميم لتوليد الهلاميات المائية التي تتضمن الحويصلات خارج الخلوية كعناصر هيكلية وبيولوجية، كما أثبتوا صحة هذا النهج باستخدام حويصلات خارج خلوية مشتقة من خلايا الثدييات والبكتيريا، مما يثبت أن المنصة معيارية ومتوافقة مع مصادر حويصلات متنوعة.
قد يفتح هذا الباب أمام تطبيقات متقدمة في التئام الجروح والطب التجديدي، حيث غالبًا ما تفشل العلاجات الحالية في تعزيز إصلاح الأنسجة على المدى الطويل.
من خلال دمج الحويصلات خارج الخلوية مباشرةً في بنية الهيدروجيل، تُمكّن المادة من توصيل إشاراتها الحيوية النشطة بشكل مستدام. ولأن الهيدروجيل قابل للحقن، يُمكن أيضًا توصيله موضعيًا إلى الأنسجة التالفة.
تظهر التجارب المبكرة أن هلاميات الحويصلات الخلوية للزبادي متوافقة حيويا وتدفع نشاطا قويا لتكوين الأوعية الدموية في غضون أسبوع واحد في الفئران ذات المناعة الكفؤة، مما يدل على أن الحويصلات الخلوية الزراعية لا تمكن من إجراء أبحاث المواد الحيوية الأساسية فحسب، بل تمتلك أيضاً إمكانات علاجية باعتبارها تكنولوجيا حيوية من الجيل التالي.
وفي الفئران، لم تظهر المادة أي علامات على حدوث رد فعل سلبي، وبدلاً من ذلك عملت على تعزيز تكوين الأوعية الدموية الجديدة، وهي خطوة رئيسية في تجديد الأنسجة بشكل فعال.
لاحظ فريق كوريا أيضًا أن الهيدروجيل يُنشئ بيئة مناعية فريدة غنية بأنواع الخلايا المضادة للالتهابات، والتي قد تُسهم في عمليات إصلاح الأنسجة المُلاحظة.
ويستكشف الفريق الآن كيف يُمكن لهذه الاستجابة المناعية أن تُساعد في توجيه تجديد الأنسجة.
وقال الباحثون: "إن القدرة على تصميم مادة تحاكي عن كثب البيئة الطبيعية للجسم وفي الوقت نفسه تسريع عملية الشفاء تفتح عالماً جديداً من الاحتمالات للطب التجديدي".
