الهلام المائي القائم على الببتيد يبشر بالخير في ترميم الأنسجة والأعضاء

من خلال الجمع بين الدقة الطبية الحيوية والهندسة المستوحاة من الطبيعة، نجح فريق من العلماء بقيادة جامعة أوتاوا في إنشاء مادة تشبه الهلام تظهر إمكانات هائلة لإصلاح مجموعة واسعة من الأعضاء والأنسجة التالفة في جسم الإنسان بسرعة.

يمكن أن يؤثر البحث المتطور الذي يقوده الأستاذ المشارك الدكتور إميليو آي ألاركون بكلية الطب بجامعة أوتاوا على حياة ملايين الأشخاص في المستقبل باستخدام الهلاميات الببتيدية التي يمكنها سد جروح الجلد وتوصيل العلاج إلى عضلة القلب التالفة وإصلاح القرنية التالفة.

نستخدم الببتيدات لابتكار حلول علاجية. يستلهم الفريق من الطبيعة لتطوير حلول بسيطة لإغلاق الجروح وإصلاح الأنسجة، كما يقول الدكتور ألاركون، العالم ومدير مجموعة الهندسة الحيوية والحلول العلاجية (BEaTS) في معهد القلب بجامعة أوتاوا، والذي يركز بحثه الرائد على تطوير مواد جديدة ذات قدرات تجديد الأنسجة.

الببتيدات هي جزيئات موجودة في الكائنات الحية، والهيدروجيلات هي مادة تعتمد على الماء ولها ملمس يشبه الهلام وقد أثبتت فائدتها لأغراض علاجية.

يُعد النهج المُستخدم في الدراسة، المنشورة في مجلة Advanced Functional Materials ، والتي قادها الدكتور إريك سورونن والدكتور مارك رويل، فريدًا من نوعه. فمعظم الهلاميات المائية التي تُدرس في هندسة الأنسجة مُشتقة من الحيوانات وقائمة على البروتين، إلا أن المادة الحيوية التي أنتجها الفريق البحثي مُعززة بببتيدات مُهندَسة، مما يجعلها أكثر قابلية للتطبيق في الممارسة السريرية.

ويعتقد الدكتور رويل، أستاذ في قسم الطب الخلوي والجزيئي في كلية الطب بجامعة أوتاوا ورئيس الأبحاث في قسم جراحة القلب في معهد القلب بجامعة أوتاوا، أن نتائج الدراسة يمكن أن تكون ثورية.

يقول الدكتور رويل: "على الرغم من آلاف السنين من التطور، لا تزال استجابة الإنسان لالتئام الجروح غير كاملة. نلاحظ ندبات غير طبيعية، بدءًا من شقوق الجلد، مرورًا بإصابات العين، وصولًا إلى إصلاح القلب بعد النوبة القلبية. وقد ركز الدكتوران ألاركون وسورونين وبقية فريقنا على هذه المشكلة لما يقرب من عقدين من الزمن. وتمثل ورقة الدكتور ألاركون البحثية المنشورة في مجلة "المواد الوظيفية المتقدمة" طريقة جديدة لجعل التئام الجروح، وشفاء الأعضاء، وحتى الندبات البسيطة بعد الجراحة، أكثر قابلية للإدارة من الناحية العلاجية، وبالتالي تحسينها لصحة الإنسان".

ببتيدات مُصنّعة لإصلاح الأنسجة الرخوة فورًا. المواد الوظيفية المتقدمة (2024). DOI: 10.1002/adfm.202402564

في الواقع، يكمن السر في القدرة على تعديل المادة الحيوية الببتيدية. صُممت الهلاميات المائية التي ابتكرها فريق جامعة أوتاوا لتكون قابلة للتخصيص، مما يجعل هذه المادة المتينة قابلة للتكيف مع مجموعة واسعة من الأنسجة. باختصار، يمكن تعديل تركيبة المكونين لزيادة الالتصاق أو تقليل مكونات أخرى، حسب جزء الجسم الذي يحتاج إلى إصلاح.

يقول الدكتور ألاركون: "لقد فوجئنا بتنوع التطبيقات التي يمكن لموادنا تحقيقها. تقدم تقنيتنا حلاً متكاملاً قابلاً للتخصيص حسب الأنسجة المستهدفة".

ويشير الدكتور ألاركون أيضًا إلى أن هذه الدراسات تشير إلى أن التأثيرات العلاجية للهلاميات الحيوية فعالة للغاية وأن استخدامها أبسط بكثير وأكثر فعالية من حيث التكلفة من الطرق الأخرى للتجديد.

طُوّرت المواد بتكلفة منخفضة وبصيغة قابلة للتطوير، وهي ميزة بالغة الأهمية للعديد من التطبيقات الطبية الحيوية واسعة النطاق. كما طوّر الفريق نظام فحص سريع خفّض تكاليف التطوير وأوقات الاختبار بشكل كبير.

ويقول الدكتور ألاركون: "إن هذا الانخفاض الكبير في التكلفة والوقت لا يجعل مادتنا أكثر جدوى اقتصادية فحسب، بل إنه يعمل أيضًا على تسريع إمكاناتها للاستخدام السريري".

ما هي الخطوات التالية لفريق البحث؟ سيُجري الفريق تجارب سريرية واسعة النطاق على الحيوانات استعدادًا للاختبارات البشرية. حتى الآن، أُجريت تجارب على القلب والجلد على القوارض، بينما أُجريت تجارب على القرنية خارج الجسم الحي.