العلماء يطورون جلدا شبيها بالجلد البشري

حقق فريق من العلماء تقدما كبيرا في مجال إصلاح الجروح، بتطوير جلد مطبوع بيولوجيا أقرب إلى الجلد الطبيعي من أي وقت مضى.

واكتشف العلماء طريقة لاستخدام تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد لهندسة ترقيع الجلد البشري في المختبر والتي ثبت أنها تشفي الجروح بشكل أسرع من الطعوم التقليدية.

ويتم إجراء ترقيع الجلد عندما يعاني الشخص من حروق أو تقرحات شديدة، وبعد إجراء عملية جراحية لإزالة السرطان. وهي تتطلب عادة من الجراحين إزالة الجلد من الجزء غير التالف من الجسم ولصقه على الجروح.

وفي التجارب التي أجريت على الفئران والخنازير، وجد الباحثون أن بشرتهم كانت قادرة على تسريع التئام الجروح مع تندب أقل من المعتاد. من الممكن أن تساعد هذه التكنولوجيا يوما ما الأشخاص على الشفاء التام من الحروق الخطيرة.

والجلد أكثر تعقيدا بكثير مما نراه على السطح، حيث أنه يحتوي على ثلاث طبقات واسعة، ولكل منها تشريحها المميز. وعندما نعاني من جروح أو أمراض جلدية شديدة بما فيه الكفاية، فإن قدرتنا الطبيعية على الشفاء لا تكون في كثير من الأحيان كافية لاستعادة مظهره وعمله بالكامل. وأتاح ترقيع الجلد المؤقت والدائم (الذي ينقل الجلد السليم من مكان ما من الجسم إلى موقع الإصابة) للأشخاص البقاء على قيد الحياة من الجروح المميتة سابقا، ولكن هذا الإجراء عادة لا تتطابق تماما مع المظهر الطبيعي للجلد.

ومن الناحية المثالية، سيكون من الممكن علاج هذه الإصابات من خلال تشجيع التجديد الكامل للجلد التالف. ويعتقد العلماء في معهد ويك فورست للطب التجديدي أنهم قد يكونون قادرين على تحقيق هذا الهدف من خلال التحول إلى تكنولوجيا الطباعة الحيوية، والتي تستخدم تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنشاء هياكل أكثر طبيعية تشبه الأنسجة.

وفي البحث الجديد الذي نُشر يوم الأربعاء في مجلة Science Translational Medicine، شرح الفريق بالتفصيل كيفية تطوير الجلد الفريدة المطبوع بيولوجيا.

وتستخدم الطباعة الحيوية مزيجا من الخلايا الحية والمواد المغذية والمواد البيولوجية الأخرى لتكرار الأنسجة. وفي هذه الحالة، طور علماء معهد ويك فورست جلدا في المختبر يحاكي التركيب البيولوجي للبشرة البشرية باستخدام ستة أنواع من خلايا الجلد البشرية: الخلايا الكيراتينية الجلدية، والخلايا الصباغية، والخلايا الليفية الجلدية، والخلايا الحليمية الجلدية الجريبية، والخلايا البطانية للأوعية الدموية الدقيقة عن طريق الجلد، والخلايا الشحمية.

وتم وضع الخلايا في قوارير من نوع معين من الحبر المستخدم لطباعة المواد البيولوجية مثل أنسجة الأعضاء.

وتم بعد ذلك استخدام هذا الحبر (الهلاميات المائية المتخصصة التي تعمل بمثابة حبر حيوي)، مع جميع الأنواع الستة الرئيسية من خلايا الجلد، لإنشاء رقعة من الجلد يبلغ طولها ثلاثة × ثلاثة سنتيمترات تتكون من الطبقات الثلاث التي تشكل جلد الإنسان السليم: البشرة، والأدمة، الطبقة الدهنية (وتسمى أيضا الطبقة تحت الجلد).

ويبدو أن المزيج الناتج يشبه جلد الإنسان بسُمك كامل، مكتملا بطبقات الجلد الثلاث، وهي سابقة واضحة مانت مستحيلة حتى الآن، وفقا للعلماء.

وقال الفريق إن أحد أوجه القصور في الجهود السابقة لتطوير الجلد المطبوع بيولوجيًا هو أنها تحتوي على نوعين فقط من الخلايا.

ثم اختبر العلماء الجلد على الفئران والخنازير المصابة. ومن خلال هذه التجارب على الحيوانات، نجح الجلد المطبوع بيولوجيا في تحفيز النمو السريع لأوعية دموية جديدة وأنسجة ذات مظهر أكثر صحة مما يُرى عادة مع الترقيع، ما أدى في النهاية إلى تحسين التئام الجروح وتقليل الندبات.

وقال أنتوني أتالا، المؤلف الرئيسي المشارك ومدير معهد ويك فورست للطب التجديدي، في بيان من الجامعة: “يعد الشفاء الشامل للبشرة تحديا سريريا كبيرا، يؤثر على ملايين الأفراد في جميع أنحاء العالم، مع خيارات محدودة. وتُظهر هذه النتائج أن إنشاء جلد بشري كامل السمك مُعدل بالهندسة الحيوية أمر ممكن، ويعزز الشفاء بشكل أسرع ونتائج أكثر طبيعية”.