نما العلماء أحشاء بشرية صغيرة داخل الفئران

أمعائك لديها وظيفة واضحة: تعالج الطعام الذي تتناوله. لكن له وظيفة أخرى مهمة: فهو يحميك من البكتيريا أو الفيروسات أو مسببات الحساسية التي تتناولها مع هذا الطعام. يقول مايكل هيلمراث ، جراح الأطفال في المركز الطبي لمستشفى الأطفال في سينسيناتي ، والذي يعالج المرضى الذين يعانون من أمراض معوية .

في بعض الأحيان يحدث خلل في هذا النظام أو لا يتطور بشكل صحيح ، مما قد يؤدي إلى حالات معدية معوية مثل التهاب القولون التقرحي ومرض كرون والاضطرابات الهضمية – وكلها في ازدياد في جميع أنحاء العالم. دراسة هذه الظروف على الحيوانات يمكن أن تخبرنا كثيرًا فقط ، لأن نظامهم الغذائي وجهازهم المناعي مختلف تمامًا عن نظامنا الغذائي.

بحثًا عن طريقة أفضل ، أعلن Helmrath وزملاؤه الأسبوع الماضي في مجلة التكنولوجيا الحيوية الطبيعة أنهم زرعوا كرات صغيرة ثلاثية الأبعاد من أنسجة الأمعاء البشرية في الفئران. بعد عدة أسابيع ، طورت هذه المجالات – المعروفة باسم العضيات – السمات الرئيسية لجهاز المناعة البشري. يمكن استخدام النموذج لتقليد الجهاز المعوي البشري دون الحاجة إلى إجراء تجارب على المرضى المرضى.

التجربة هي متابعة دراماتيكية من عام 2010 ، عندما أصبح الباحثون في سينسيناتي للأطفال أول من صنعوا عضويات معوية عاملة – ولكنهم النموذج الأولي كنت نسخة أبسط في طبق المختبر. يقول هيلمات ، بعد بضع سنوات ، أدركوا “أننا بحاجة إلى أن يصبح مثل الأنسجة البشرية.”

يقوم العلماء في أماكن أخرى بزراعة نسخ متماثلة مصغرة مماثلة لأعضاء بشرية أخرى – بما في ذلك الدماغ والرئة والكبد – من أجل فهم أفضل لكيفية تطورها بشكل طبيعي وكيف تنحرف الأمور لتؤدي إلى ظهور المرض. تُستخدم الكائنات العضوية أيضًا كأفاتار بشرية لاختبار المخدرات. نظرًا لأنها تحتوي على خلايا بشرية وتعرض بعضًا من نفس الهياكل والوظائف كأعضاء حقيقية ، يعتقد بعض الباحثين أنها أفضل من حيوانات المختبر.

“من المهم للغاية أنه عندما نحاول إنشاء هذه المنصات لاختبار فعالية الأدوية والآثار الجانبية للأدوية في نماذج الأنسجة البشرية ، فإننا نتأكد بالفعل من أننا قريبون تمامًا من الأنسجة التي سيعمل فيها الدواء . ” في النهاية في جسم الإنسان. لذا ، فإن إضافة جهاز المناعة هو جزء مهم من ذلك ، “كما يقول براديبتا جوش ، مدير مركز Humanoid للتميز البحثي في ​​مدرسة جامعة كاليفورنيا سان دييجو ، التي تعمل على تطوير أعضاء بشرية لفحص الأدوية واختبارها. لم يشارك غوش في الدراسة.

لتنمية العضويات ، بدأ العلماء بالخلايا الجذعية المستحثة متعددة القدرات ، والتي يتم إنشاؤها من خلايا بشرية ناضجة مأخوذة من الدم أو الجلد. هذه لديها القدرة على التحول إلى أي نوع من أنسجة الجسم. من خلال تغذية الخلايا الجذعية بكوكتيل جزيئي محدد ، قام الفريق بإقناعها في الخلايا المعوية. بعد النمو لمدة 28 يومًا في طبق ، شكلت الخلايا كرات من الأنسجة يبلغ قطرها بضعة مليمترات فقط.

زرع الفريق بعناية هذه الكرات في الفئران التي تم تعديلها وراثيًا لتثبيط أجهزتها المناعية حتى لا يتم رفض الأنسجة العضوية. (زرع الباحثون عضويًا معويًا بجوار كليتي كل فأر ، لذلك لم يكن مرتبطًا فعليًا بالجهاز الهضمي للحيوانات.) لتحفيز الكائنات العضوية على إنتاج الخلايا المناعية البشرية ، سبق لهم إعطاء دم الحبل السري للفأر البشري – وهو مصدر من الخلايا الجذعية التي يمكن أن تتحول إلى الخلايا المرغوبة.