طوَّرَ فريق من الباحثين بكلية الطب في جامعة كاليفورنيا سان دييجو تقنيةً جديدةً تسمح لهم بالتحكم في سرعة نمو خلايا القلب البشرية المزروعة داخل الأطباق المعملية.
تعتمد التقنية الجديدة على إحلال أطباق مصنوعة من الجرافين محل الأطباق المعملية البلاستيكية أو الزجاجية، بحيث يجري زرع خلايا القلب عليها، ثم يتم تحفيز نموها عن طريق الضوء.
ويُعَدُّ الجرافين -والذي يُطلق عليه العلماء مادة المستقبل- موصلًا للتيار الكهربي، على عكس الأطباق المعملية التقليدية المصنوعة من الزجاج أو البلاستيك، لذا اعتمد الباحثون على تغيير شدة الضوء الساقط على الخلايا المزروعة على أطباق الجرافين، والتي تقوم بدورها بتحويل الضوء إلى كهرباء تُحفز عملية نمو خلايا القلب.
تشير الدراسة، التي نشرتها دورية “ساينس أدفانسز”، إلى أنه “يُمكن استخدام تلك الطريقة في عدد من الأبحاث والتطبيقات، مثل اختبار العقاقير العلاجية وتطويرها، ومعايرة أجهزة تنظيم ضربات القلب الإلكترونية”.
يقول المؤلف الرئيسي للدراسة “أليكس سافتشينكو”، في تصريحات لـ”للعلم”: “إن البحث الجديد يُعَدُّ الأول من نوعه في العالم، والذي يبرهن على إمكانية استخدام الضوء لتعديل النشاط الوظيفي للخلايا المتفاعلة مع الأسطح البيولوجية المصنوعة من الجرافين”، مشيرًا إلى أنه “جرت الاستعانة بباحثين في مجالات الفيزياء وعلوم الأحياء لإنجاز تلك الدراسة التي استغرقت ثلاث سنوات كاملة”.
يضيف “سافتشينكو” أن “التقنية المبتكرة لتسريع وتيرة نمو الخلايا في الأطباق المعملية لا تحتاج إلى تعديل الخلايا وراثيًّا، ما يعني أنها مفيدة بشكل كبير في التطبيقات الحيوية التي تحتاج إلى خلايا غير معدلة وراثيًّا كوسيلة لاختبار أدائها أمام ظروف معينة أو ردود فعلها تجاه العقاقير المختلفة”.
يوضح “سافتشينكو” أنه جرى استخدام الجرافين بوصفه ركيزةً أو جهاز استشعار سلبي، بسبب قدرته على تعديل سلوك الخلية عند تعرُّضها للضوء، مضيفًا أن “الجرافين يمتص الضوء ويولِّد الكهرباء اللازمة لتسريع نمو الخلية، وهو ما يُعَدُّ تطبيقًا جديدًا رائدًا، يُقدم منصةً للتحفيز البصري للخلايا الحية ويجعلها تنمو بوتيرة أسرع”.
كما يُمكِن عكس العملية –أي إبطاء نمو الخلايا الحية- وهو ما يعني إمكانية تطوير تلك التقنية ورفع قدرتها، واستخدامها في استهداف الخلايا السرطانية وإبطاء نموها وتدميرها دون المساس بالخلايا الحية.
ووفق الورقة البحثية، لم يلاحظ العلماء وجود أي تركيزات سامة في خلايا القلب التي نَمَت بتلك الطريقة.
يشير “سافتشينكو” إلى أن فريقه البحثي يُفكر في التعاون مع مجموعة أخرى من المختبرات في المستقبل لابتكار أجهزة جراحية مصنوعة بالكامل من الجرافين، كما يحاول الفريق حاليًّا ابتكار منصة مختبرية تُساعد في إنتاج نظام يستخدم الضوء لإنماء الخلايا الجذعية وإنتاجها بأعداد أكبر، وفق قوله.
