بالنسبة للعديد من أصناف الحيوانات كالبرمائيات والزواحف، يعتبر تجديد الأطراف والأعضاء أسهل من شربة ماء! لكن استبدال وتجديد أعضاء جسم الإنسان تلقائيًا لا يعتبر أمرًا يمكن للبشر القيام به!
لسنواتٍ طويلة، كان حلم العلماء إمكانية زراعة أعضاء بشرية في المختبر، وبفضل التقدم في أبحاث الخلايا الجذعية، نجح العلماء في زراعة العديد من الهياكل البشرية التي نمت في المختبر، في أجساد الحيوانات.
تُعرف الأعضاء التي تنمو في بيئة المختبر باسم “العضويات”، ويتم استخدامها لدراسة وظائف أعضاء في جسم الإنسان على مستوى غير مسبوق من التفاصيل.
فيما يلي بعض أجزاء من جسم الإنسان نمت في المختبر، ويأمل العلماء أن تُحدث ثورة في زراعة الأعضاء قريبًا.
10 من أعضاء جسم الإنسان يمكن أن تنمو خارج الجسم
الأذن
بالنسبة لأي شخص فقد أذنه، قد تكون عملية إعادة بنائها صعبة ومؤلمة، وتتضمن إزالة مؤلمة للغضروف من ضلوع المريض.
ومع ذلك، فإن التقنية الجديدة التي طورها الأطباء في جامعة كورنيل تبشر بتسهيل الأمور. من خلال الطباعة ثلاثية الأبعاد لآذان اصطناعية وطلائها بخلايا حية تنمو حول الإطار، يمكن للباحثين حقنها بمزيج من خلايا الأذن الحية والكولاجين من الأبقار.
يُعتقد أن هذه التقنية يمكن أن تُستخدم يومًا ما لمساعدة الأشخاص الذين يعانون من فقدان أو تشوه آذان خارجية.
القصبة الهوائية
كانت القصبة الهوائية المزروعة في المختبر والمصنوعة من الخلايا الجذعية أول عضو كامل مصمم على الأنسجة يتم زرعه في مريض بنجاح.
لإنشاء مجرى الهواء الجديد، تم أخذ الخلايا الجذعية من النخاع العظمي للمريض ونقلها إلى سقالة تم إنشاؤها عن طريق تجريد الخلايا من القصبة الهوائية المتبرع بها من شخص مات مؤخرًا.
يعتقد العلماء أن استبدال الهياكل البسيطة نسبيًا مثل القصبة الهوائية يظل الشكل الواعد للطب الجديد.
المثانة
من بين أعضاء جسم الإنسان الأولى التي زُرعت في المختبر، وزُرعت في العديد من المرضى بنجاح.
المثانة بالأساس عبارة عن بالون مجوّف يجمع البول الذي تفرزه الكلى. وقد قام علماء من جامعة ويك فورست في نورث كارولينا بتطوير مثانات جديدة باستخدام خلايا المثانة المأخوذة من المرضى.
ثم نُقلت هذه الخلايا إلى نموذج وتم تطويرها لمدة 7 أسابيع قبل أن يتم ربطها جراحيًا لتحل محل المثانة القديمة لسبعة مرضى عام 2006.
كشفت الأبحاث الحديثة التي أجريت في عام 2010 أنه من الممكن زراعة مثانات جديدة باستخدام الخلايا الجذعية المأخوذة من نخاع العظام للمرضى.
العظام
تاريخيًا، إذا ولدت بمشاكل في العظام أو فقدت عظامًا بسبب المرض، كان الحل الوحيد هو تلقي عظام صحية من متبرع.
بجانب الدم، يعد العظم النسيج البشري الأكثر زراعة في العالم، لكن لسوء الحظ، فإن جسم الإنسان متقلب تمامًا ويمكن أن تنشأ العديد من المضاعفات، مثل زيادة خطر الإصابة بالعدوى، عندما يرفض الجهاز المناعي ما يراه دخيلًا أجنبيًا.
النبأ السار هو أن عددًا من المجموعات البحثية حول العالم تعمل حاليًا على تطوير تقنيات لتنمية عظام بشرية من الخلايا الجذعية في المختبر.
الكبد
يعد الكبد عضوًا حيويًا مسؤولاً عن مجموعة واسعة من الوظائف، بما في ذلك إزالة السموم وتخليق البروتين وإنتاج المواد الكيميائية الحيوية في الجهاز الهضمي.
عندما يفشل الكبد، يمكن أن يؤدي في كثير من الأحيان إلى الوفاة إذا لم يتلق المريض عملية زرع في الوقت المناسب. ومع ذلك، فقد تمكن باحثون يابانيون من تنمية كبد صغير يعمل في المختبر.
يشار إلى هذه التقنية باسم براعم الكبد، كانت قادرة على الاتصال بإمدادات الدم عند زرعها في الفئران. يعتقد العلماء أنه من خلال زرع الآلاف من براعم الكبد هذه في مرضى بشريين، يمكن أن يساعد ذلك في استعادة وظيفة الكبد الفاشل.
الكلى
في عام 2013، زرع باحثون أستراليون أول كلية صغيرة في طبق بتري. ومع ذلك، في حين أن هذه الكلى الصغيرة تستخدم لفحص الأدوية ونمذجة المرض والعلاج الخلوي، فقد ثبت أنها أقل فعالية عند زرعها في الفئران الحية.
لا يزال العلماء يُجرون أبحاثهم بهدف إنتاج كلى وظيفية يمكن استخدامها في عمليات الزرع. وقد نجحوا بالفعل في زراعة واحدة بالفئران وكانت قادرة على تصفية الدم وإنتاج البول كالكلى الطبيعية.
الغدة النخامية
تعتبر الغدة النخامية من أهم أعضاء جسم الإنسان، حيث تفرز هرمون يساعد، من بين أمورٍ أخرى، على التحكم في النمو وضغط الدم والتمثيل الغذائي.
باستخدام الخلايا الجذعية المأخوذة من جنين فأر، تمكن العلماء في اليابان من زراعة غدد نخامية صغيرة في المختبر. عندما تم زرع النسيج في الفئران المصابة بخلل في الغدة النخامية، أدى ذلك إلى ارتفاع مستويات الهرمونات المفقودة في أجسامهم.
يعمل الباحثون اليوم على صنع أنسجة الغدة النخامية باستخدام خلايا جذعية بشرية، ليتمكنوا من زراعتها في أجسام المرضى مستقبلًا.
العين
نظرًا لأن العيون من أكثر أعضاء جسم الإنسان تعقيدًا، فقد ثبت أن محاولة تنميتها في مختبر مهمة صعبة ومعقدة للغاية.
تمكن العلماء من تنمية خلايا بصرية مخبرية، وبعد عدة أسابيع تجمعت هذه الخلايا تلقائيًا في نسيج شبكي ثلاثي الأبعاد بما في ذلك طبقات متعددة من خلايا شبكية عصبية مع مستقبلات ضوئية عصبية ومخروطية.
يأمل العلماء أن يتمكنوا من زراعة العيون المخبرية يومًا ما في أعين المرضى التالفة أو المعيبة لاستعادة الرؤية.
المعدة
تمكن باحثون في المركز الطبي لمشتشفة الأطفال في سينسيناتي من تنمية معدة ثلاثية الأبعاد في المختبر.
يمكن استخدام المعدة الاصطناعية لتحديد العوامل اللازمة لتكوين معدة بشرية صحية وأيضًا مساعدة العلماء في تحليل بعض البكتيريا المسببة لأمراض المعدة.
بعد دراسة كيفية تشكل المعدة بشكل طبيعي داخل رحم الأم، وضع الباحثون الخلايا الجذعية داخل طبق بتري وراقبوها على مدار شهر في معدة يبلغ طولها بوصة واحدة.
بعد ذلك، أدخلوا بكتيريا الملوية البوابية (وهي سبب رئيسي لسرطان المعدة ومرض القرحة الهضمية) إلى طبق بتري، وفي غضون 24 ساعة، كان الجهاز يظهر علامات مبكرة على انتشار مرض معدي سريعًا في جميع أنحاء المعدة الدقيقة.
القلب
أهم أعضاء جسم الإنسان والذي تنطوي عليه الحياة والموت، بات لدى العلماء أمل كبير في تنمية القلب مخبريًا ليتمكنوا من إنقاذ حياة مئات الآلاف من مرضى القلب.
تمكن علماء من جامعة بيتسبرع من صناعة قلب فأر نابض بعد إعادة بنائه بالخلايا الجذعية البشرية.
يعتقد العلماء أن بإمكانهم استخدام تقنية مماثلة لإنشاء نسيج قلب بشري يمكن استخدامه لاختبار الأدوية أو تطعيم المناطق المتضررة.
دماغ مصغر
نجح علماء من معهد التكنولوجيا الحيوية الجزيئية في فيينا، النمسا، في إنشاء دماغ مصغر في المختبر في عام 2013.
وباستخدام الخلايا الجذعية، قاموا بتطوير نموذج لدماغ نامٍ كان حجمه تقريبًا حجم دماغ بشري جنيني يبلغ من العمر تسعة أسابيع.
على الرغم من أن الدماغ المصغر لا يشبه تمامًا دماغًا حقيقيًا، إلا أنه يحتوي على خلايا عصبية نشطة وهيكل تنظيمي مشابه جدًا.
لكن نظرًا لأن أدمغتنا العاملة هي نتاج سنوات من التعلم والتطوير يتم خلالها تكوين عدد لا يحصى من الروابط العصبية من تجارب حياتنا، فإن الدماغ الذي نما حديثًا في المختبر لن يحمل في البداية أي ذكريات.
وبالتالي، فمن غير المرجح أن يرغب أي شخص في الخضوع لعملية زرع دماغ كاملة في المستقبل ما لم تتم معالجة هذه الجوانب المهمة جدًا.
على هذا النحو ، سيكون الاستخدام الرئيسي لهذه الأعضاء هو دراسة الأمراض العصبية، مثل مرض الزهايمر، واختبار تأثيرات الأدوية الجديدة على الدماغ.
اقرأ أيضًا:
ما هي اللحوم المصنّعة في المختبرات؟ وهل هي صحية؟
10 تجارب طبية وحشية احتلت مكانتها في التاريخ!
