التجريد الخلوي

التجريد الخلوي هي مجموعة من العمليات والتقنيات المستخدمة في هندسة الأعضاء والتي تهدف إلى عزل الخلايا واخراج المطرق خارج الخلوي (Extra cellular matrix) أو (ECM) القابعة فيها، لإنتاج سقالة أو قالب (Scaffold) من النسيج الأصلي، واستخدامها في توليد النسج والأعضاء الاصطناعية أو كمواد ذات تطبيقات متعددة. تواجه زراعة الأعضاء والنسج مجموعة متنوعة من المشاكل الطبية. تعود إحدى أكبر قيود زراعة الأعضاء إلى رفض العضو الناجم عن الأجسام المضادة لمتلقي الزرع التي تتفاعل مع مولدات ضد المتبرع على سطح الخلايا داخل العضو المتبرع. نظرًا إلى حدوث استجابات مناعية غير مرغوبة، يعاني مرضى الزرع من ضرورة تناول الأدوية المثبطة للمناعة مدى الحياة. برز ستيفن ف. باديلاك أبرز كرائد في عملية الإزالة الخلوية في معهد ماكغوان للطب التجديدي في جامعة بيتسبرغ. تخلق هذه العملية مادة حيوية طبيعية ممكنة الاستخدام كسقالة لنمو الخلايا وتمايزها وتطور النسيج. يمكن الحد من الاستجابة المناعية من خلال إعادة التكوين الخلوي أو إعادة خلونة لسقالة «ECM» باستخدام خلايا المريض نفسه. في أيامنا هذه، تتوفر سقالات «ECM» متاحة تجاريا لمجموعة واسعة من تطبيقات هندسة الأنسجة. حيث وُجد أنه من الخاطئ استخدام حمض البيروكسيتيك في الإزالة الخلوية لسقالات «ECM» إذ يعمل على تطهير النسيج فقط.
مع توفر مجموعة متنوعة من المعاملات التي تساعد في إتمام عملية التجريد الخلوية، يجري العمل على مجموعات من المعاملات الفيزيائية والكيميائية والإنزيمية، بهدف ضمان محافظة سقالة «ECM» على السلامة البنيوية والكيميائية كما في الأنسجة الأصلية. يستطيع العلماء استخدام سقالة «ECM» من أجل إعادة إنتاج عضو وظيفي من خلال إدخال الخلايا السلفية والخلايا الجذعية البالغة (إيه إس سي إس)، والسماح لها بالتمايز داخل السقالة والتطور إلى النسيج المرغوب. يكمن زرع العضو أو النسيج الناتج داخل المريض. على عكس عملية نقل الأعضاء فان الأجسام المضادة لا ترتبط على سطح الخلايا، كما وتُحفظ مكونات «ECM» الكيميائية الحيوية بين العوائل، ما يقلل خطر حدوث استجاب مناعية ضارة. يُعد الحفظ المناسب لألياف «ECM»، وعوامل النمو وغيرها من البروتينات، من الأمور الضرورية لتمايز الخلايا السلفية إلى خلايا بالغة سليمة. يختلف نجاح الإزالة الخلوية اعتمادًا على مكونات النسيج المطبق وكثافته وأصله. تشمل تطبيقات وسيلة الإزالة الخلوية لإنتاج سقالة المواد الحيوية من أجل تجديد الأنسجة كلًا من الأنسجة القلبية، والجلدية، والرئوية، والكلوية وغيرها من أنواع الأنسجة المختلفة. ما تزال إعادة بناء العضو الكامل في مراحل التطوير الأولى.
مراجعة العملية
يمكن للباحثين استخلاص النسيج من متبرع أو جثة، ثم حل الخلايا أو قتلها داخل النسيج دون إتلاف المكونات خارج الخلوية، والانتهاء بمنتج مكون من سقالة «إي سي إم» الطبيعية التي تمتلك نفس الوظائف الفيزيائية والكيميائية الحيوية للأنسجة الطبيعية. بعد الحصول على سقالة «إي سي إم»، يمكن للعلماء إعادة التكوين الخلوي للنسيج عبر الخلايا السلفية أو الجذعية الفعالة التي تمتلك القدرة على التمايز إلى نوع النسيج الأصلي. تُزال الأجسام المضادة المناعية من المتبرع من خلال إزالة الخلايا أنسجته. يمكن استخلاص الخلايا السلفية من العائل، وبالتالي منع حدوث استجابات ضارة بالنسيج. ما تزال هذه عملية الإزالة الخلوية للأنسجة والأعضاء قيد التطوير، لكن تُعرف العملية المتمثلة في أخد النسيج من متبرع وإزالة المكونات الخلوية بعملية الإزالة الخلوية. تندرج المراحل المتراوحة من سقالة «إي سي إم» المعرضة للإزالة الخلوية إلى العضو الوظيفي في نطاق إعادة التكوين الخلوي. نظرًا إلى التطبيقات المتنوعة للنسج في جسم الإنسان، يجب ملاءمة تقنيات الإزالة الخلوية مع النسيج المراد العمل عليه خصيصًا. تشمل طرق الإزالة الخلوية العلاجات الفيزيائية، والكيميائية والإنزيمية. على الرغم من شيوع استخدام بعض الطرق مقارنة بغيرها، إلا أن مجموعات العلاجات الدقيقة مختلفة اعتمادًا على أصل النسيج وسبب احتياجها.
استُخدمت تقنيات الإزالة الخلوية بالإرواء والغمر من أجل إدخال مختلف الكيميائيات والإنزيمات السائلة إلى العضو أو النسيج. يمكن تطبيق الإزالة الخلوية بالإرواء عند وجود نظام وعائي ممتد في العضو أو النسيج. تُعد الإزالة الخلوية لسقالة «إي سي إم» عل جميع المستويات وبشكل متساو في جميع أنحاء البنية أمرًا بالغ الأهمية. من أجل هذا، يمكن إرواء الأنسجة الوعائية بالإنزيمات والكيميائيات عبر الشرايين، والأوردة والشعيرات الدموية الموجودة. بفضل هذه الآلية إلى جانب الظروف الفيزيولوجية المناسبة، يمكن نشر العلاجات بشكل متساو في جميع الخلايا داخل العضو. يمكن إزالة هذه العلاجات عبر الأوردة في نهاية العملية. غالبًا ما تستخدم الإزالة الخلوية القلبية والرئوية عملية الإزالة الخلوية هذه من أجل إدخال العلاجات نظرًا إلى الشبكات الوعائية الغزيرة. تُستخدم الإزالة الخلوية بالغمر عن طريق غمر النسيج في العلاجات الإنزيمية والكيميائية. يُعد إنجاز هذه العملية أكثر سهولة من الإرواء، لكنه مقتصر على الأنسجة الرقيقة ذات النظام الوعائي المحدود.
انظر أيضًا
هندسة الأنسجة
رفض الطعم
زراعة الأعضاء
مراجع
طب زراعة الأعضاء
علم الأحياء الخلوي
هندسة الأنسجة