قام العلماء بتصميم أول نظام نخاع عظمي من صنع الإنسان بالكامل، حيث قاموا بإعادة إنشاء مزيج معقد من الخلايا والأوعية والأعصاب التي تعيش عادة في أعماق عظامنا.

يتيح هذا الإنجاز للباحثين دراسة كيفية تكوين الدم، وكيف يفشل في أمراض مثل السرطان، دون الاعتماد بشكل كبير على النماذج الحيوانية. ومن خلال بناء “مصنع دم” واقعي في المختبر، يفتح الفريق الباب أمام اختبارات أكثر أمانًا للأدوية، وفي النهاية، علاجات شخصية مبنية من خلايا المريض نفسه.

إعادة إنشاء بيئة نخاع العظم البشري

عادةً ما يقوم نخاع العظم بعمله دون جذب الكثير من الاهتمام. ويصبح ملحوظًا فقط عندما يعطله شيء ما، مثل سرطانات الدم. وعندما يحدث ذلك، يصبح من الضروري فهم كيفية إنتاج الدم بشكل طبيعي في الجسم وما الذي يسبب تعطل هذه العملية.

لسنوات عديدة، اعتمد العلماء على الدراسات التي أجريت على الحيوانات وأنظمة الخلايا المبسطة المزروعة في المختبر لدراسة كيفية عمل نخاع العظم. قام باحثون من قسم الطب الحيوي بجامعة بازل ومستشفى بازل الجامعي بإنشاء نموذج مفصل لنخاع العظم مصنوع بالكامل من الخلايا البشرية. ووفقاً للفريق الذي يقوده البروفيسور إيفان مارتن والدكتور أندريس غارسيا غارسيا، فإن هذا النظام الجديد يمكن أن يدعم الأبحاث حول سرطانات الدم، ويوفر منصة لاختبار الأدوية، وربما يساهم في أساليب العلاج الشخصية. تم نشر النتائج التي توصلوا إليها اليوم (18 نوفمبر) في الخلية الجذعية.

داخل المنافذ المتخصصة لنخاع العظام

يحتوي نخاع العظم على مجموعة متنوعة من البيئات الصغيرة المتخصصة المعروفة باسم “المنافذ”. تقع إحدى أهم الأماكن المناسبة لإنتاج خلايا الدم بالقرب من سطح العظام وتلعب دورًا في مقاومة بعض سرطانات الدم للعلاج. تحتوي هذه المنطقة، التي تسمى بالمكانة البطانية، على أوعية دموية وخلايا عظمية وأعصاب وخلايا مناعية. ولم يكن هناك نموذج لنخاع العظم البشري يتضمن كل هذه المكونات حتى الآن.

قام فريق البحث الآن بتجميع نموذج يتضمن هذه الميزات. لقد بدأوا بسقالة عظمية اصطناعية مصنوعة من هيدروكسيباتيت، وهي مادة موجودة بشكل طبيعي في عظام وأسنان الإنسان. تمت إعادة برمجة الخلايا البشرية إلى خلايا جذعية متعددة القدرات باستخدام تقنيات البيولوجيا الجزيئية، مما مكنها من التطور إلى العديد من أنواع الخلايا المختلفة استجابة للإشارات.

ثم تم وضع هذه الخلايا الجذعية في سقالة العظام الاصطناعية وتوجيهها خلال مراحل نمو محددة لتوليد مجموعة متنوعة من خلايا نخاع العظم بطريقة متسقة ومنضبطة. وأظهر التحليل أن الهيكل ثلاثي الأبعاد الناتج يتطابق بشكل وثيق مع مكانة بطانة العظم البشرية، وهو أكبر من المحاولات السابقة، حيث يبلغ قطره ثمانية ملليمترات وسمكه أربعة ملليمترات. وبهذا النموذج، تمكن الباحثون من الحفاظ على إنتاج خلايا الدم البشرية في المختبر لعدة أسابيع.

نحو تقليل وصقل التجارب على الحيوانات

يقول إيفان مارتن: “لقد تعلمنا الكثير عن كيفية عمل نخاع العظم من الدراسات التي أجريت على الفئران”. “ومع ذلك، فإن نموذجنا يقربنا من بيولوجيا الكائن البشري. ويمكن أن يكون بمثابة مكمل للعديد من التجارب على الحيوانات في دراسة تكوين الدم في كل من الحالات الصحية والمرضية.” يتماشى هذا مع جهود الجامعة لاستبدال التجارب على الحيوانات وتقليلها وتحسينها كلما أمكن ذلك.

ويمكن أيضًا استخدام النظام في تطوير الأدوية في المستقبل. يوضح أندريس غارسيا غارسيا: “ومع ذلك، ولهذا الغرض تحديدًا، قد يكون حجم نموذج نخاع العظم لدينا كبيرًا جدًا”. ومن أجل اختبار مركبات وجرعات متعددة بالتوازي، يجب تصغير النموذج.

على المدى الطويل، يمكن أيضًا تصور استخدام النموذج في تحديد العلاجات الشخصية لسرطانات الدم، حيث يتم إنشاء نماذج نخاع العظم الفردية من خلايا المرضى لاختبار علاجات مختلفة واختيار الأكثر فعالية لكل مريض. ومع ذلك، يعترف الباحثون بأن هذا سيتطلب أيضًا مزيدًا من التطوير.

المرجع: “نموذج واسع النطاق مدعوم بالسقالة للمكانة البطانية لنخاع العظم البشري باستخدام عضيات عظمية عظمية ذات أوعية دموية hiPSC” 18 نوفمبر 2025، الخلية الجذعية.
دوى: 10.1016/j.stem.2025.10.009

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