علماء يبتكرون “أكبادًا صغيرة” صغيرة يمكن أن تحل محل عمليات زراعة الكبد يومًا ما

يمكن أن تساعد ترقيع الأنسجة المهندسة في أداء وظائف الكبد الرئيسية وتفيد آلاف الأشخاص الذين يعانون من فشل الكبد.

يعد الكبد واحدًا من أصعب أعضاء الجسم في العمل، حيث يقوم بمئات الوظائف الحيوية، بدءًا من تصفية السموم واستقلاب الأدوية إلى إنتاج البروتينات الضرورية لتخثر الدم. ومع ذلك، عندما يفشل، فإن العلاج النهائي الوحيد غالبًا ما يكون عملية زرع الأعضاء، وهو حل محدود بسبب النقص المزمن في الأعضاء المانحة.

مع لقد طور المهندسون الآن “كبدًا صغيرًا” قابلاً للحقن، والذي بقي على قيد الحياة في الفئران لمدة شهرين على الأقل أثناء أداء العديد من وظائف أنسجة الكبد السليمة.

تقول سانجيتا بهاتيا، أستاذة جون ودوروثي ويلسون للعلوم الصحية والتكنولوجيا والهندسة الكهربائية وعلوم الكمبيوتر في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، وعضو في معهد كوخ لأبحاث السرطان التكاملية ومعهد الهندسة والعلوم الطبية (IMES): “نحن نعتبرها ككبد تابع. إذا تمكنا من توصيل هذه الخلايا إلى الجسم، مع ترك العضو المريض في مكانه، فإن ذلك من شأنه أن يوفر وظيفة معززة”.

بهاتيا هو المؤلف الرئيسي للدراسة التي نشرت في المجلة المواد الحيوية للخلية. فاردمان كومار، باحث ما بعد الدكتوراه في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، هو المؤلف الرئيسي لهذه الورقة.

استعادة وظائف الكبد

يقوم الكبد بحوالي 500 وظيفة حيوية، بدءًا من المساعدة في التحكم في تخثر الدم وحتى إزالة البكتيريا من الدم وتفكيك الأدوية. تعتمد العديد من هذه المهام على خلايا الكبد، وهي الخلايا الوظيفية الرئيسية للكبد.

لأكثر من عقد من الزمان، كان مختبر بهاتيا يطور طرقًا لاستعادة نشاط خلايا الكبد دون الحاجة إلى عملية زرع كبد جراحية. تتمثل إحدى الاستراتيجيات في وضع خلايا الكبد داخل مادة حيوية مثل الهيدروجيل، لكن هذا النهج لا يزال يتطلب إجراء عملية جراحية لزرع الهلام.

إن حقن خلايا الكبد مباشرة في الجسم يمكن أن يتجنب تلك الجراحة. في هذه الدراسة، يهدف مختبر بهاتيا إلى جعل هذا النهج أكثر فعالية من خلال منح الخلايا بيئة هندسية يمكن أن تساعدها على البقاء وتسمح للأطباء بتتبع صحة الكسب غير المشروع دون إجراء تدخلي آخر.

وكان الحل هو حقن الخلايا مع الكرات المائية المجهرية. تساعد هذه الكرات الصغيرة الخلايا على البقاء متجمعة والتواصل مع الأوعية الدموية القريبة. يمكن أن تتصرف مثل السائل عند تجميعها معًا، مما يسمح لها بالمرور عبر حقنة، ثم العودة إلى البنية الصلبة بمجرد دخولها الجسم.

في السنوات الأخيرة، تمت دراسة الكريات المائية المجهرية كأدوات لشفاء الجروح لأنها تسمح للخلايا بالانتقال إلى الفراغات بين الكرات وتكوين أنسجة جديدة. في العمل الجديد، قام فريق معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بتكييف نفس الفكرة الأساسية لمساعدة خلايا الكبد على بناء طعم مستقر بعد الحقن.

يقول كومار: “ما فعلناه هو استخدام هذه التكنولوجيا لإنشاء بيئة مناسبة هندسيًا لزراعة الخلايا”. “إذا تم حقن الخلايا في غياب هذه المجالات، فإنها لن تتكامل بكفاءة مع المضيف، ولكن هذه الكرات المجهرية توفر لخلايا الكبد مكانًا حيث يمكنها البقاء موضعيًا وتصبح متصلة بالدورة الدموية للمضيف بشكل أسرع بكثير.”

تحتوي المادة المحقونة أيضًا على خلايا ليفية، والتي تدعم بقاء خلايا الكبد وتشجع الأوعية الدموية على النمو في الكسب غير المشروع.

ومن خلال العمل مع نيكول هينينج، المتخصصة في أبحاث الموجات فوق الصوتية في معهد كوخ، طور مختبر بهاتيا طريقة حقنة موجهة بالموجات فوق الصوتية لوضع خليط الخلايا في الجسم. ويمكن أيضًا استخدام نفس طريقة التصوير بعد الحقن لمتابعة ثبات الزرعة مع مرور الوقت.

في هذه الدراسة، تم وضع الكبد الصغيرة في الأنسجة الدهنية في البطن. ومن المحتمل أن يتم توصيل الإصدارات المستقبلية إلى أجزاء أخرى من الجسم، بما في ذلك الطحال أو المناطق القريبة من الكلى. إذا كان لدى الكسب غير المشروع مساحة كافية وإمدادات دم قوية، يمكن لخلايا الكبد المحقونة أن تعمل مثل خلايا الكبد داخل الكبد.

يقول كومار: “بالنسبة للغالبية العظمى من اضطرابات الكبد، لا يلزم وضع الطعم بالقرب من الكبد”.

بديل للزرع

في تجارب الفئران، تم حقن خليط خلايا الكبد والكرات المجهرية في الأنسجة الدهنية التي تسمى الأنسجة الدهنية المحيطة بالحلق. وبعد أن استقرت الخلايا في مكانها، شكلت بنية كثيفة ومستقرة. ومع مرور الوقت، نمت أوعية دموية جديدة في الطعم، مما ساعد على إبقاء خلايا الكبد حية ووظيفية.

يقول كومار: “تشكلت الأوعية الدموية الجديدة بجوار خلايا الكبد، ولهذا السبب تمكنت من البقاء على قيد الحياة”. “لقد كانوا قادرين على إيصال العناصر الغذائية إليهم مباشرة، وكانوا قادرين على العمل بالطريقة التي من المفترض أن يقوموا بها، وأنتجوا البروتينات التي نتوقع منهم أن يفعلوها.”

ظلت الخلايا على قيد الحياة واستمرت في إطلاق بروتينات متخصصة في الدورة الدموية للحيوانات لمدة ثمانية أسابيع، وهي المدة الكاملة للدراسة. تشير هذه النتيجة إلى أن هذا النهج يمكن أن يكون يومًا ما بمثابة علاج طويل الأمد لأمراض الكبد، وفقًا لمختبر بهاتيا.

يقول كومار: “الطريقة التي نرى بها هذه التكنولوجيا هي أنها يمكن أن توفر بديلاً للجراحة، ولكنها يمكن أن تكون أيضًا بمثابة جسر لزراعة الأعضاء حيث يمكن لهذه الطعوم تقديم الدعم حتى يصبح العضو المتبرع به متاحًا”. “وإذا كنا نعتقد أنهم قد يحتاجون إلى علاج آخر أو المزيد من الطعوم، فإن العوائق التي تحول دون القيام بذلك مع هذه التكنولوجيا القابلة للحقن أقل بكثير من الخضوع لعملية جراحية أخرى.”

ومع الإصدار الحالي من التكنولوجيا، ربما يحتاج المرضى إلى أدوية مثبطة للمناعة. ويدرس مختبر بهاتيا الآن الطرق الممكنة للتغلب على هذا القيد، بما في ذلك خلايا الكبد “الخفية” التي يمكنها تجنب الهجوم المناعي أو الكريات المائية الدقيقة التي تطلق مثبطات المناعة مباشرة في موقع الكسب غير المشروع.

المرجع: “مكان الحقن الموجه بالصور لزراعة خلايا الكبد” بقلم فاردمان كومار، جوا يون، سوزانا ك. إليدج، نيكول هينينج، كاتارزينا أ. جرزيلاك، أشلي د. ويسترفيلد، إيمي ستودارد، فافور أ. أولاديميجي، فيرجينيا سبانوداكي، كاستوري تشاكرابورتي، سافان ك. باتل، هيذر إي. فليمنج، كريستوفر إس. تشين وسانجيتا ن. بهاتيا، 3 مارس 2026، المواد الحيوية للخلية.
دوى: 10.1016/j.celbio.2026.100378

تم تمويل البحث من خلال منحة الدعم (الأساسية) لمعهد كوخ من المعهد الوطني للسرطان المعاهد الوطنية للصحةوبرنامج Wellcome Leap HOPE، وزمالة أبحاث الدراسات العليا التابعة لمؤسسة العلوم الوطنية، ومعهد هوارد هيوز الطبي.

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.