هل يمكن لهندسة الأنسجة أن تصبح "الطب الشخصي المتقدم"؟

جسد كل واحد منّـا هو فريد من نوعه تماماً، وهو يعكس نظرة جميلة للتأمل؛ ولكن عندما نأتي لعلاج المرض - فإن كل جسم يتفاعل بشكل مختلف، وأحياناً بطريقة لا يمكن التنبؤ بها، للعلاج الإفتراضي. مهندسة الأنسجة نينا تاندون تُحدثنا عن الحلول الممكنة: استخدام الخلايا الجذعية المحفزة لبناء نماذج شخصية من أجهزة الجسم لاختبار عقاقير جديدة وعلاجات، وتخزينها على رقائق الكمبيوتر. (لنسميه الطب الشخصي المتقدم.)

أود أن اريكم فيديو لبعض العينات

التي اعمل معها

جميعهم مثاليي البنية، ولا يحملون اية دهون

ألم أقل لكم انهن فائقات الجمال؟

و أنها نماذج علمية؟ (ضحك)

كما قد تكونوا توقعتم، أنا مهندسة أنسجة حيوية

وهذا شريط فيديو لبعض من القلب النابض

التي بنيتها في المختبر.

ويوم ما.. نأمل بان تكون هذه الأنسجة

بمثابة اعضاء بديلة لجسم الإنسان.

ولكن ما سوف اخبركم به اليوم

هو كيف ستكون هذه الأنسجة نماذج رائعة.

حسنا، دعونا للحظة نفكر بعملية اختبار الادوية

ننتقل من صياغة الادوية، لاختبارات المعامل، للاختبارات الحيوانية

ومن ثم للاختبارات الصيدلية، او ما نسميها الاختبارات البشرية،

قبل وصول الأدوية إلى السوق

تكلف العملية الكثير من المال، والكثير من الوقت،

وفي بعض الأحيان، حتى عندما تنزل الأدوية إلى السوق،

فإنه لايمكن التنبئ بنتائجها وقد تضر الناس

وكل ما تأخرت هذه النتائج، كلما زادت المساوئ.

وكل شيء ينحدر لسببين. الأول، الناس ليسوا فئراناً،

والثاني، رغم التشابه الكبير بين بعضنا البعض،

فان تلك الاختلافات الصغيرة بيني أنا وأنت

لها آثار ضخمة على كيفية أستجابتنا للأدوية

وكيفية تأثيرها علينا.

إذا ماذا لو كان عندنا نماذج أفضل في المختبر

و بإمكانها محاكاتنا ليس فقط أفضل من الفئران

ولكن يمكنها ان تعكس تنوعنا ايضاً؟

دعونا نرى كيف يمكننا أن نقوم بذلك من خلال هندسة الأنسجة.

واحدة من التقنيات الرئيسية والمهة حقاً

هو ما يسمى بالخلايا الجذعية المستحثة المحفزة:
"induced pluripotent stem cells"

طورت هذه الخلايا في اليابان مؤخرا

حسنا، الخلايا الجذعية المستحثة المحفزة.

أنها شبيهة جداً للخلايا الجذعية الجنينية
"embryonic stem cells"

باستثناء غياب الجدل حولها.

نحن نحفز الخلايا، حسنا، لنقل، خلايا الجلد،

بإضافة بعض الجينات إليها، إنباتها،

ومن ثم حصدها.

لذا فانها خلايا جلدية يمكن اللعب بها،

بتحويلها من حالة فقدان الذاكرة الخلوية، الى حالة جنينية.

وبدون الوقوع بالجدل، فهذا الشيء الرائع الآول.

الشيء الرائع الثاني، هو انه يمكنك زراعة أي نوع من الأنسجة منها

كالدماغ، القلب، الكبد.. الصورة واضحة،

ولكن من خلاياك!

فيمكننا أن نخلق نموذجا من قلبك، او عقلك

على شريحة.

استحداث أنسجة ذات كثافة وسلوك متوقع

هي الخطوة الثانية، وسوف تكون حقاً المفتاح نحو

الحصول على هذه النماذج لاستعمالها في اكتشاف العلاج.

وهذا هو الرسم التخطيطي لمفاعل حيوي قيد التطوير في مختبرنا

للمساعدة في هندسة الأنسجة بطريقة أكثر مرونة، وقابلة للتطوير.

لنمضي قدماً، تخيل نسخة موازية على نطاق واسع لهذا

مع الآلاف من قطع الأنسجة البشرية.

ستكون بمثابة القيام بتجارب بشرية على شريحة.

ولكن شيء آخر حول هذه الخلايا الجذعية المستحثة المحفزة

هو أنه إذا ما أخذنا بعض خلايا الجلد، دعنا نقول،

من المصابين بمرض وراثي

ونقوم بهندسة أنسجة منهم،

فيمكننا في الواقع استخدام تقنيات هندسة الأنسجة

لتوليد نماذج من تلك الأمراض في المختبر.

هنا مثال من مختبر كيفن إيجان في جامعة هارفارد.

لقد استحدث خلايا عصبية

من تلك الخلايا الجذعية المستحثة المحفزة

من المرضى الذين يعانون من مرض لو جيهريج
"Lou Gehrig"

وقد طورهم الى خلايا عصبية، والمذهل

هو أن هذه الخلايا العصبية تظهر ايضاً أعراض المرض.

لذا فانه مع نماذج للمرض مثل هذه، فانه بامكاننا التصدي للأمراض

أسرع من أي وقت مضى، وبامكاننا فهم المرض أفضل

من أي وقت مضى، وربما يمكننا ايضاً من اكتشاف العلاج أسرع.

وهذا مثال آخر للخلايا الجذعية الخاصة بالمريض

والتي تمت هندستها من شخص معه التهاب الشبكية الصباغي
"retinitis pigmentosa"

وهذا تنكس شبكية العين
"degeneration of the retina"

وهو مرض في عائلتي، ونحن نأمل حقاً

أن الخلايا مثل هذه ستساعدنا على إيجاد علاج.

إذاً فالبعض يعتقدون أن هذه النماذج تبدو سليمة وجيدة،

ولكن، أهذه حقاً "فعالة أكثر من الفئران"؟

لان الفأر كائن حي كامل،

يحوي شبكات مرتبطة من الأجهزة المتفاعلة.

فالدواء الذي للقلب يمتص ايضاً في الكبد،

وبعض المنتجات الثانوية قد تخزن في الدهون.

الا يغيب كل ذلك عن هذه النماذج النسيجية المهندسة؟

حسنا، هذا اتجاه آخر في هذا المجال.

من خلال الجمع بين تقنيات الأنسجة الهندسة مع الموائع الدقيقة

المجال حالياً يتطور نحو هذا الإتجاه تماما،

نموذج لكامل النظام الإيكولوجي للجسم،

متكامل مع العديد من أنظمة الجسم لتكون قادرة على اختبار

كيف يمكن لدواء تأخده من أجل ضغط الدم

قد يؤثر على كبدك أو دواء مضاد للاكتئاب قد يؤثر على القلب.

هذه الأنظمة من الصعب بنائها حقاً،
ولكن مؤخرا أصبح في إمكاننا الوصول إلى هناك،

ولذا، كونوا على اطلاع.

ولكن هذا ليس حتى كل شيء، لأنه وبمجرد الموافقة على الدواء،

فان تقنيات هندسة الأنسجة يمكنها فعلا مساعدتنا على تطوير علاجات فردية أكثر.

وهذا مثال على ما قد يهمك يوما ما،

وأرجو أن لا يحدث لك ابدأ،

لأن تخيل لو بلغك هذا الإتصال

ينقل لك هذا الخبر السيئ بانه قد يكون لديك سرطان.

ألن تحاول التجربة لمعرفة ما إذا كانت ادوية السرطان تلك

التي ستأخذها سوف تنجح في التفاعل مع سرطانك؟

وهذا مثال من مختبر كارين بورغ، حيث أنهم

يستخدمون تقنيات الحبر النفاث لطباعة خلايا سرطان الثدي

ودراسة نموها وعلاجاتها.

وبعض زملائنا في "تافتس" يقومون بخلط نماذج

مثل هذه مع انسجة عظام مهندَسة لمعرفة كيف يقوم السرطان

بالانتشار من جزء لآخر في الجسم،

ويمكنك أن تتخيل تلك الأنواع من الرقائق النسيجية المتعددة

التي ستكون في الجيل القادم من هذه الأنواع من الدراسات.

ولذاً، فبالنظر للنماذج التي ناقشناها للتو،

يمكنك أن ترى، أنه في المستقبل ستكون هندسة الأنسجة

مستعدة فعلا للمساعدة على إحداث ثورة في اختبارات الادوية

في كل خطوة في المسار:

نماذج المرض التي ستجعل تركيبات الأدوية أفضل،

نماذج الأنسجة البشرية المتوازية ذات النطاق الواسع ستساعد على أحداث ثورة في تجارب المختبارات،

الحد من التجارب الحيوانية والبشرية في اختبارات الأدوية،

والعلاجات الفردية التي ستغير

كل ما اعتبرناه سوقاً على الإطلاق.

حالياً، نحن نقوم بتسريع ردود الفعل تلك

التي تكون بين تطوير الجزيئة ومعرفة

كيف تتصرف في الجسم البشري.

عملياتنا للقيام بذلك مبدئيا تنحول من

التكنولوجيا الحيوية والصيدلة إلى تكنولوجيا المعلومات،

لمساعدتنا على اكتشاف وتقييم العقاقير أسرع،

وأرخص وأكثر فعالية.

أنها تعطينا معنىً جديداً لنماذج ضد التجارب على الحيوانات، أليس كذلك؟

شكرا. (تصفيق)