نشرت مجموعة باحثين من معهد ETH Zurich في مجلة Nature Materials وصفاً لطريقة جديدة تجمع بين الخلايا العلاجية وجسيمات نانوية «مغناطيسوية كهربائية» لتوجيه وتحفيز إصلاح الحبل الشوكي. أنشأ الفريق ميكروروبوت حيوي هجين باسم NPCbot يجمع خلايا سلف عصبية مشتقة من خلايا جذعية مُستحثة متعددة القدرات مع جسيمات نانوية ذات طبقتين: طبقة داخلية تستجيب للحقل المغناطيسي وطبقة خارجية تحول الاستجابة إلى إشارات كهربائية. يتم إنتاج الميكروروبوتات على سطح صغير في المختبر، وتصبح جاهزة في غضون ثلاثين دقيقة تقريباً، ويبلغ حجم كل واحدة نحو ستة ميكرومتر.
اختبارات ما قبل السريرية شملت نموذج يرقات سمك الزِيبرا المصابة بالحبل الشوكي وحقن الروبوتات في موقع الإصابة مع تطبيق حقول كهرومغناطيسية، فأدى ذلك إلى تمايز سريع للخلايا وعودة سلوك السباحة تقريباً بعد ثلاثة أيام. كما أُجريت تجارب على فئران ذات قطع كامل في الحبل الشوكي، وبعد 28 يوماً لوحظت إعادة توصيل الخلايا العصبية وتحسّن واضح في المشية وطول الخطوة والتنسيق والسلوك الاستطلاعي، وتحملت الحيوانات العلاج دون دليل على آثار ضارة أو ردود فعل مناعية.
الميزة الأساسية في هذا النهج هي أن الجسيمات تحول الإشارات المغناطيسية مباشرة إلى نبضات كهربائية لتحفيز خلايا جذعية محددة، ما يلغي الحاجة إلى أقطاب أو كابلات مزروعة ويجعل التوجيه الميكروروبوتي أقل غزوياً. تذوب NPCbots في النسيج بعد تمايز الخلايا، وتُغطى الجسيمات بطبقة من تيتانات الباريوم لتقليل التفاعل، لكن ثمة حاجة لدراسات إضافية لتحديد كيفية حل أو طرح هذه الجسيمات على المدى الطويل وتحديد الحقول المغناطيسية ومدة التحفيز المثلى قبل أي تجارب بشرية. يوفر نظام المختبر على شريحة إمكانية التوسع، وقد يُكيف لاحقاً لحالات قلبية وسرطانية وشفاء الجروح وعلاجات تجددية مستهدفة أخرى.
كلمات صعبة
- ميكروروبوت — روبوت صغير بيولوجي يعمل داخل أنسجة الجسمالميكروروبوتات
- جسيم — جزء صغير جداً من مادة على مقياس نانويجسيمات نانوية, الجسيمات
- مغناطيسوية كهربائية — خاصية تحول الحقول المغناطيسية إلى إشارات كهربائية
- خلايا سلف عصبية — خلايا قادرة على التمايز إلى خلايا عصبية
- تيتانات الباريوم — مركب يُستخدم كطبقة واقية على الجسيمات
- تحفيز — إعطاء نبضات أو إشارات لتفعيل الخلايا أو الأنسجةمدة التحفيز
تلميح: مرّر المؤشر أو ركّز أو اضغط على الكلمات المظلَّلة داخل القصة لرؤية تعريفات سريعة أثناء القراءة أو الاستماع.
أسئلة للمناقشة
- ما المخاطر العلمية أو الصحية المحتملة لبقاء الجسيمات النانوية في النسيج على المدى الطويل؟ اذكر أسباباً مستندة إلى النص.
- كيف يمكن أن يغيّر إلغاء الحاجة إلى أقطاب وكابلات مزروعة طريقة علاج الإصابات العصبية أو الأمراض الأخرى؟ اذكر فوائد عملية ومخاوف ممكنة.
- النص يذكر أن النظام قد يُكيف لحالات قلبية وسرطانية وشفاء الجروح. كيف تتخيل تطبيق هذه التقنية في حالة واحدة من هذه المجالات؟ اشرح الفكرة باختصار.
