مواد حيوية هجينة جديدة لعلاج أنسجة الحبل الشوكي

تم إحراز تقدم كبير في أبحاث إصلاح أنسجة الحبل الشوكي وفقًا لدراسة حديثة من معهد «برنال» التابع لجامعة ليمريك نُشرت بالمجلة الدولية المرموقة «Biomaterials Research».
فقد طور باحثو جامعة ليمريك في آيرلندا مواد حيوية هجينة جديدة في شكل جسيمات نانوية تعتمد على تقنيات هندسة الأنسجة الحالية لدعم الشفاء والتجديد بعد إصابة الحبل الشوكي.
واستخدم فريق الجامعة بقيادة البروفيسور موريس كولينز الأستاذ المساعد بكلية الهندسة المؤلف الرئيسي وألكساندرا سيرافين طالبة الدكتوراه، مركب بوليمر جديدا موصلا بالكهرباء ونوعًا جديدًا من مواد السقالات لتشجيع النمو والتوليد. كنوع من الأنسجة الجديدة التي قد تساعد بعلاج إصابة الحبل الشوكي، وذلك وفق ما نشر موقع «onlymyhealth» الطبي المتخصص.
ووفقًا للبروفيسور كولينز «لا تزال إصابة الحبل الشوكي من بين الإصابات الأكثر ضعفًا وتغييرًا للحياة التي يمكن أن يتعرض لها الشخص في حياته. حاليًا، لا يوجد علاج متاح على نطاق واسع لإصابة الحبل الشوكي. لذا فإن البحث المستمر ضروري لإيجاد علاج وتحسين نوعية حياة المرضى. لذلك يركز مجال البحث الآن على هندسة الأنسجة من أجل مناهج العلاج المتطورة».
وأفاد فريق البحث عن زيادة في الاهتمام بالسقالات المهندسة للأنسجة الكهربائية، والتي ينسبونها إلى نمو الخلايا وانتشارها المحسّن عند تعرضها لسقالات موصلة.
وفي توضيح أكثر لهذا الأمر، قال ألكساندرا سيرافين المؤلفة الرئيسية مرشحة الدكتوراه في «برنال» وكلية العلوم والهندسة بجامعة ليمريك «إن زيادة موصلية المواد الحيوية لإنشاء استراتيجيات العلاج هذه تركز عادةً على إضافة عناصر موصلة مثل الأنابيب النانوية الكربونية أو الموصلة والبوليمرات مثل PEDOT: PSS (وهو بوليمر موصل متوفر تجارياً تم استخدامه حتى الآن في مجال هندسة الأنسجة). ولسوء الحظ، لا يزال استخدام بوليمر PEDOT: PSS في التطبيقات البيولوجية يواجه قيودًا كبيرة. وعلى الرغم من أن البوليمر يعتمد على مكون PSS ليكون قابلاً للذوبان في الماء، إلا أنه يظهر توافقًا حيويًا ضعيفًا عند غرسه في الجسم. ويشير هذا إلى أن الجسم قد يتعرض لتفاعلات سامة أو مناعية بعد ملامسته لهذا البوليمر؛ وهي ليست مثالية للأنسجة التالفة التي يجب استعادتها. وهذا يقيد بشدة أي مكونات هيدروجيل يمكن استخدامها بنجاح لصنع سقالات موصلة».
وتبين سيرافين أنه «للتغلب على هذا التقييد، تم إنتاج جسيمات نانوية PEDOT جديدة (NPs) بدون الحاجة إلى PSS، وهو أمر ضروري للذوبان في الماء. حيث يتيح تركيب PEDOT NPs الموصلة التغيير المستهدف لسطح NPS لإنتاج استجابة الخلية المرغوبة وتحسين تنوع مكونات الهيدروجيل التي يمكن إضافتها».
وفي الدراسة الجديدة تم ربط PEDOT NPs المبتكر بمواد حيوية هجينة مصنوعة من الجيلاتين وحمض الهيالورونيك المعدل المناعي؛ وهي مادة صنعها البروفيسور كولينز على مدى سنوات عديدة في UL لصنع سقالات كهربائية متوافقة حيويًا لإصلاح تلف الحبل الشوكي المستهدف.
وفي هذا الاطار، تم إجراء بحث مكثف حول البنية والعلاقات الوظيفية لهذه السقالات المصممة بدقة لتحسين أدائها في موقع الإصابة، جنبًا إلى جنب مع البحث في الجسم الحي باستخدام نماذج إصابة الحبل الشوكي لجرذ؛ أجرته سيرافين فتم تحسين موصلية العينات عن طريق إضافة PEDOT NPs إلى المادة الحيوية.
ووفقًا للباحثين، تتوافق سقالات PEDOT NP المطورة مع الخصائص الميكانيكية للحبل الشوكي الأصلي؛ لأن الاستراتيجيات المصممة للأنسجة يجب أن تشبه الخصائص الميكانيكية للمواد المزروعة (الأنسجة محل الاهتمام).
وكشف الاختبار عن زيادة هجرة الخلايا المحورية نحو موقع إصابة الحبل الشوكي؛ حيث تم إدخال سقالة PEDOT NP بالإضافة إلى مستويات أقل من التندب والالتهاب مقارنة بنموذج الإصابة بدون سقالة.
وخلص فريق البحث الى ان نتائج الدراسة تُظهر إمكانات هذه المواد لإصلاح الحبل الشوكي.
وتوكد سيرافين أنه «سيتم تحسين تصميم السقالة بشكل أكبر في مشروع لاحق؛ إذ ستحتوي على تدرجات موصلية مع زيادة الموصلية نحو النهاية البعيدة للآفة لتشجيع تجديد الخلايا العصبية».