في خطوة علمية قد تُحدث تحولًا جذريًا في علاج أمراض القلب والأوعية الدموية، السبب الرئيسي للوفاة عالميًا، طوّر باحثون كنديون نموذجًا لقلب نابض ثلاثي الأبعاد على شريحة إلكترونية، يُعرف باسم القلب على رقاقة (HOC).
هذا الابتكار لا يقتصر على محاكاة شكل القلب، بل يُحاكي وظيفته بدقة؛ إذ ينبض النسيج المُهندس تلقائيًا، ويحفّز الكالسيوم لبدء النشاط العضلي، ويستجيب بصورة متوقعة للأدوية الشائعة، ما يجعله منصة واعدة لاختبار العلاجات دون تعريض المرضى للخطر.
ويمثل اختبار تأثير الأدوية أو الأمراض على القلب البشري تحديًا كبيرًا، إذ لا يمكن تعريض المرضى لمخاطر مباشرة من أجل التجارب. وهنا تبرز أهمية هذا النموذج، الذي يُتيح مراقبة استجابة نسيج قلبي حي في المختبر، في الوقت الفعلي.
ويتميّز النظام الجديد بكونه الأول من نوعه الذي يدمج منصة استشعار مزدوجة قادرة على تتبّع النشاط القلبي على مستويين:
النسخ السابقة من أنظمة القلب على رقاقة، بما فيها النموذج الذي نشره الفريق نفسه عام 2024، لم تكن تملك تقنية استشعار عالية الدقة على مستوى الخلية، وهو ما يشكل جوهر هذا التقدم، حسب موقع “ساينس ألرت” العلمي”.
لبناء هذا النظام، استخلص الباحثون خلايا عضلة القلب وخلايا النسيج الضام من فئران، ثم زرعوها في مادة هلامية غنية بالبروتينات والمغذيات لتحفيز نموها. بعد ذلك، وُضعت الأنسجة المتشكلة على رقائق سيليكونية صغيرة ومرنة.
ولقياس النشاط، جرى دمج نوعين من أجهزة الاستشعار:
استشعار القوة الكلية: وُضع النسيج بين دعامتين مرنتين تتشوهان مع كل نبضة، ويعكس مقدار التشوه قوة الانقباض العامة.
استشعار الإجهاد الموضعي: زُرعت مجسات دقيقة من الهيدروجيل داخل النسيج، يبلغ متوسط حجمها 50 ميكرومترًا فقط، ترصد الإجهادات الميكانيكية على مستوى الخلية.
المصدر: وكالة ستيب الاخبارية