علوم

العلماء يبتكرون “أم الدم الحي” من الدم وخلايا الدماغ البشرية


كشـ24 نشر في: 28 أكتوبر 2020

ابتكر فريق من الباحثين في الولايات المتحدة أول تمدد للأوعية الدموية الحية، مطبوعة بيولوجيا خارج جسم الإنسان، وقاموا بإجراء طبي عليها، ولاحظوا الشفاء.وفي حال ما إذا كان شخصا ما يعاني من تمدد الأوعية الدموية في المخ (أم الدم) قبل أن تتمزق - لسوء الحظ يصعب اكتشافه لذلك لا يحدث هذا دائما - فسيحاول الاطباء إيقاف تدفق الدم إلى المنطقة، وهناك طريقتان مختلفتان لمعالجته:الطريقة الاولى تتمثل في القص الجراحي - حيث يزيل الجراح جزءا من جمجمتك ويضع مشبكا معدنيا صغيرا على قاعدة تمدد الأوعية الدموية.أما الطريقة الثانية فهي ما يسمى بلف الأوعية الدموية، حيث يجري إدخال قسطرة في شريان في الفخذ، ثم يتم تمريرها عبر الجسم إلى تمدد الأوعية الدموية. ثم يُدفع سلك خلال القسطرة إلى تمدد الأوعية الدموية.ويوقف كلا العلاجين تدفق الدم، ما يعني أن تمدد الأوعية الدموية لن يزداد حجما. ولكن كلتا الطريقتين تطرحان أيضا مشكلاتهما الخاصة، وقد يكون من الصعب اختيار الأفضل لأي مريض.وقال مهندس المختبر الوطني لورانس ليفرمور، والمعد الكبير وليام هاينز: "نظرنا إلى المشكلة واعتقدنا أنه إذا تمكنا من الجمع بين النمذجة الحسابية والنهج التجريبية، فربما يمكننا التوصل إلى طريقة أكثر حتمية لعلاج تمدد الأوعية الدموية أو اختيار العلاجات التي يمكن أن تخدم المريض بشكل أفضل. يمكننا الآن البدء في بناء إطار عمل لنموذج شخصي يمكن للممارس الجراحي استخدامه لتحديد أفضل طريقة لعلاج تمدد الأوعية الدموية".وقام الفريق بطباعة هيكل على شكل تمدد الأوعية الدموية باستخدام الجيلاتين والفيبرين هيدروجيل، ثم زرعوا بعناية السقالة بخلايا دماغية بشرية تسمى hCMECs (الخلايا البطانية الدماغية البشرية الدقيقة) تبطن تمدد الأوعية الدموية على مدار الأيام السبعة التالية، وتشكل تمدد الأوعية الدموية الحية بطباعة ثلاثية الأبعاد.وعلى الرغم من أن تمدد الأوعية الدموية المزيفة تم إنشاؤها من قبل، إلا أن هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها استخدام الخلايا البشرية لإنشاء بنية حية.وبمجرد انتشار الخلايا، أجرى الفريق التجارب على تمدد الأوعية الدموية الذي جرى تشكيله حديثا عن طريق تدفق بلازما دم البقر عبر الهيكل، ثم القيام بلف الأوعية الدموية الداخلية الخاصة بها. ومن المثير أن السلك نجح في تكوين جلطة في الموقع - ما يعني أن تدفق الدم تعطل، ونجح النموذج.ويؤكد الفريق أنه ما يزال هناك طريق طويل قبل أن يصبح هذا جاهزا للأطباء. وما يزال يتعين عليهم العمل بشكل أكبر على نماذج الكمبيوتر للتخثر في ثلاثة أبعاد، باستخدام قياس سرعة صورة الجسيمات بشكل أفضل.ولكن بمساعدة عمليات مسح دماغ المريض وأنظمة النمذجة الحاسوبية، يأملون في أن تتمكن النماذج الفيزيائية من اتخاذ بعض الطرق نحو التخصيص حسب تمدد الأوعية الدموية لمريض معين.وهذا تطور مثير يحتوي على الكثير من الاستخدامات المحتملة ، ويعتقد الفريق أن هذا قد يكون خيارا أفضل لتقييم العلاجات الجديدة من النماذج الحيوانية، وعند استخدامه مع النمذجة الحاسوبية، يمكن أن يقلل الوقت الذي تستغرقه التقنيات الجراحية الجديدة للوصول إلى العيادة.وكتب الفريق في ورقتهم: "يمكن استخدام هذا النموذج في المختبر لتدريب الجراحين أو طلاب الطب على نشر أجهزة الأوعية الدموية العصبية في بنية الأوعية الدموية المعقدة".ونُشر البحث في Biofabrication.المصدر: روسيا اليوم عن ساينس ألرت

ابتكر فريق من الباحثين في الولايات المتحدة أول تمدد للأوعية الدموية الحية، مطبوعة بيولوجيا خارج جسم الإنسان، وقاموا بإجراء طبي عليها، ولاحظوا الشفاء.وفي حال ما إذا كان شخصا ما يعاني من تمدد الأوعية الدموية في المخ (أم الدم) قبل أن تتمزق - لسوء الحظ يصعب اكتشافه لذلك لا يحدث هذا دائما - فسيحاول الاطباء إيقاف تدفق الدم إلى المنطقة، وهناك طريقتان مختلفتان لمعالجته:الطريقة الاولى تتمثل في القص الجراحي - حيث يزيل الجراح جزءا من جمجمتك ويضع مشبكا معدنيا صغيرا على قاعدة تمدد الأوعية الدموية.أما الطريقة الثانية فهي ما يسمى بلف الأوعية الدموية، حيث يجري إدخال قسطرة في شريان في الفخذ، ثم يتم تمريرها عبر الجسم إلى تمدد الأوعية الدموية. ثم يُدفع سلك خلال القسطرة إلى تمدد الأوعية الدموية.ويوقف كلا العلاجين تدفق الدم، ما يعني أن تمدد الأوعية الدموية لن يزداد حجما. ولكن كلتا الطريقتين تطرحان أيضا مشكلاتهما الخاصة، وقد يكون من الصعب اختيار الأفضل لأي مريض.وقال مهندس المختبر الوطني لورانس ليفرمور، والمعد الكبير وليام هاينز: "نظرنا إلى المشكلة واعتقدنا أنه إذا تمكنا من الجمع بين النمذجة الحسابية والنهج التجريبية، فربما يمكننا التوصل إلى طريقة أكثر حتمية لعلاج تمدد الأوعية الدموية أو اختيار العلاجات التي يمكن أن تخدم المريض بشكل أفضل. يمكننا الآن البدء في بناء إطار عمل لنموذج شخصي يمكن للممارس الجراحي استخدامه لتحديد أفضل طريقة لعلاج تمدد الأوعية الدموية".وقام الفريق بطباعة هيكل على شكل تمدد الأوعية الدموية باستخدام الجيلاتين والفيبرين هيدروجيل، ثم زرعوا بعناية السقالة بخلايا دماغية بشرية تسمى hCMECs (الخلايا البطانية الدماغية البشرية الدقيقة) تبطن تمدد الأوعية الدموية على مدار الأيام السبعة التالية، وتشكل تمدد الأوعية الدموية الحية بطباعة ثلاثية الأبعاد.وعلى الرغم من أن تمدد الأوعية الدموية المزيفة تم إنشاؤها من قبل، إلا أن هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها استخدام الخلايا البشرية لإنشاء بنية حية.وبمجرد انتشار الخلايا، أجرى الفريق التجارب على تمدد الأوعية الدموية الذي جرى تشكيله حديثا عن طريق تدفق بلازما دم البقر عبر الهيكل، ثم القيام بلف الأوعية الدموية الداخلية الخاصة بها. ومن المثير أن السلك نجح في تكوين جلطة في الموقع - ما يعني أن تدفق الدم تعطل، ونجح النموذج.ويؤكد الفريق أنه ما يزال هناك طريق طويل قبل أن يصبح هذا جاهزا للأطباء. وما يزال يتعين عليهم العمل بشكل أكبر على نماذج الكمبيوتر للتخثر في ثلاثة أبعاد، باستخدام قياس سرعة صورة الجسيمات بشكل أفضل.ولكن بمساعدة عمليات مسح دماغ المريض وأنظمة النمذجة الحاسوبية، يأملون في أن تتمكن النماذج الفيزيائية من اتخاذ بعض الطرق نحو التخصيص حسب تمدد الأوعية الدموية لمريض معين.وهذا تطور مثير يحتوي على الكثير من الاستخدامات المحتملة ، ويعتقد الفريق أن هذا قد يكون خيارا أفضل لتقييم العلاجات الجديدة من النماذج الحيوانية، وعند استخدامه مع النمذجة الحاسوبية، يمكن أن يقلل الوقت الذي تستغرقه التقنيات الجراحية الجديدة للوصول إلى العيادة.وكتب الفريق في ورقتهم: "يمكن استخدام هذا النموذج في المختبر لتدريب الجراحين أو طلاب الطب على نشر أجهزة الأوعية الدموية العصبية في بنية الأوعية الدموية المعقدة".ونُشر البحث في Biofabrication.المصدر: روسيا اليوم عن ساينس ألرت



اقرأ أيضاً
العثور على نوع جديد من الثدييات من عصر الديناصورات في منغوليا
عثر فريق دولي من علماء الحفريات على أحفورة في صحراء غوبي في منغوليا لنوع غير معروف من الثدييات عاش في العصر الطباشيري الذي امتد من 100 مليون سنة إلى حوالي 66 مليون سنة مضت.وأفادت مجلة " Acta Palaeontologica Polonica" بأن العلماء أطلقوا على الحيوان الجديد الذي يبلغ حجمه حجم الفأر تقريبا، اسم "رافجا إيشي" ( Ravjaa ishiii).ويذكر أن العلماء عثروا في عام 2019، على جزء من الفك السفلي يبلغ طوله سنتيمترا واحدا فقط.وأظهر التحليل أن الحيوان ينتمي إلى عائلة Zhelestidae؛ وهي ثدييات قديمة من العصر الطباشيري، ولكن الشكل الفريد للفك والأضراس العالية يميزه عن الممثلين الآخرين للمجموعة، ما جعل من الممكن تحديد جنس ونوع منفصلين.ويغير هذا الاكتشاف، الذي هو الأول لـ "Zhelestidae " في منغوليا، فكرة توزيع هذه الحيوانات، حيث كان يعتقد في السابق أنها تعيش بشكل رئيسي في المناطق الساحلية، لكن "رافجا إيشي" يثبت أنها عاشت أيضا في أعماق المناطق القارية.
علوم

حقن الذهب في العين.. تقنية جديدة للحفاظ على البصر
كشفت دراسة جديدة تم تطبيقها على الفئران في الولايات المتحدة أن حقن الذهب في العين قادر على علاج التنكس البقعي المرتبط بالعمر (AMD) ومشاكل العين الأخرى. ويؤثر التنكس البقعي على الملايين في جميع أنحاء العالم ويزداد احتماله مع تقدمنا في العمر، ويتسبب في ضبابية الرؤية ومشاكل أخرى. ويقول المهندس الحيوي جياروي ني، من جامعة براون في ولاية رود آيلاند: "هذا نوع جديد من دعامات الشبكية لديه القدرة على استعادة الرؤية المفقودة بسبب التنكس الشبكي دون الحاجة إلى جراحة مُعقدة أو تعديل جيني، نعتقد أن هذه التقنية قد تُحدث نقلة نوعية في أساليب علاج حالات التنكس الشبكي". كيف يعمل العلاج الجديد؟ يتم دمج جزيئات نانوية من الذهب دقيقة جدا، أرق من شعرة الإنسان آلاف المرات، مع أجسام مضادة تستهدف خلايا معينة في العين، ثم يتم حقنها في الغرفة الزجاجية المليئة بالهلام بين الشبكية وعدسة العين. وبعد ذلك، يتم استخدام جهاز ليزر صغير بالأشعة تحت الحمراء لتحفيز هذه الجزيئات النانوية وتنشيط الخلايا المحددة بنفس الطريقة التي تعمل بها الخلايا الحساسة للضوء. وعلى الفئران التي تم اختبار العلاج عليها، والتي تم تعديلها لتصيبها اضطرابات شبكية، كان العلاج فعالا في استعادة الرؤية جزئيا على الأقل (من الصعب إجراء اختبار رؤية كامل على الفئران)، حسبما ذكر موقع "ساينس أليرت" العلمي. وأوضح ني نتائج التجربة قائلا: "أظهرنا أن الجزيئات النانوية يمكن أن تبقى في الشبكية لعدة أشهر دون سمية كبيرة، وأثبتنا أنها يمكن أن تحفز النظام البصري بنجاح. وهذا أمر مشجع للغاية للتطبيقات المستقبلية". وكما هو الحال في معظم الدراسات على الفئران، فهناك فرصة جيدة لترجمة النتائج وتطبيقها على البشر، لكن ذلك سيستغرق بعض الوقت للوصول إلى استخدام آمن يمكن للسلطات الصحية الموافقة عليه.
علوم

كارثة بيئية صامتة تهدد سدس الأراضي الزراعية في العالم!
كشفت دراسة حديثة أن نحو سدس الأراضي الزراعية حول العالم ملوث بالمعادن الثقيلة السامة، حيث يعيش ما يصل إلى 1.4 مليار شخص في مناطق عالية الخطورة حول العالم. وتقدر الدراسة أن 14% إلى 17% من الأراضي الزراعية عالميا، ما يعادل 242 مليون هكتار، تعاني من تلوث بمعادن ثقيلة سامة تتجاوز عتبات السلامة الزراعية والصحية للإنسان، ما يعرض صحة الملايين للخطر. وأظهرت النتائج التي اعتمدت على تحليل أكثر من ألف دراسة إقليمية وتقنيات التعلم الآلي، أن المعادن الخطيرة مثل الزرنيخ والكادميوم والكروم والنيكل والرصاص والنحاس والكوبالت تنتشر في مساحات شاسعة من الأراضي الزراعية، مع تركيزات عالية بشكل خاص في مناطق جنوب وشرق آسيا وأجزاء من الشرق الأوسط وإفريقيا. ويقدر الباحثون أن ما بين 900 مليون إلى 1.4 مليار شخص يعيشون في مناطق عالية الخطورة نتيجة هذا التلوث. ووجدت الدراسة أن الكادميوم هو أكثر المعادن السامة انتشارا، وكان متواجدا بشكل خاص في جنوب وشرق آسيا، وأجزاء من الشرق الأوسط، وإفريقيا. وحذرت الدكتورة ليز رايلوت، الخبيرة في علم الأحياء بجامعة يورك، من العواقب الوخيمة لهذا التلوث الذي "يدخل سلسلتنا الغذائية ومصادر مياهنا، مسببا مشاكل صحية خطيرة تتراوح بين الأمراض الجلدية وتلف الأعصاب والأعضاء، وصولا إلى زيادة مخاطر الإصابة بالسرطان". وأشارت إلى أن طبيعة هذه الملوثات تسمح لها بالبقاء في التربة لعقود، ما يزيد من صعوبة التخلص منها. ويأتي التلوث من مصادر طبيعية وأنشطة بشرية متعددة، وتسبب التربة الملوثة مخاطر جسيمة على النظم البيئية وصحة الإنسان، بالإضافة إلى انخفاض إنتاج المحاصيل، مما يُهدد جودة المياه وسلامة الغذاء بسبب التراكم البيولوجي في حيوانات المزارع. يمكن أن يستمر تلوث التربة بالمعادن السامة لعقود من الزمن بمجرد دخول التلوث إلى التربة. ويحذر العلماء من أن الطلب المتزايد على المعادن لصناعة التقنيات الخضراء - مثل توربينات الرياح والبطاريات الكهربائية والألواح الشمسية - قد يفاقم أزمة تلوث التربة بالمعادن الثقيلة. كما أبرزت الدراسة التحدي العالمي المتمثل في أن التلوث المعدني لا يعترف بالحدود السياسية، ما يتطلب تعاونا دوليا لمواجهته، خاصة في الدول الفقيرة التي تتحمل العبء الأكبر بينما تداعياتها تمتد لتهدد الأمن الغذائي العالمي. وهذه النتائج تضع العالم أمام تحد ثلاثي الأبعاد: بيئي يتمثل في تدهور النظم الإيكولوجية، واقتصادي عبر خفض الإنتاجية الزراعية، وصحي بسبب المخاطر الجسيمة على البشر. وهذا يستدعي استجابة عاجلة تشمل تعزيز الرقابة، وتطوير تقنيات معالجة التربة، ووضع سياسات عالمية للحد من التلوث المعدني، مع التركيز على دعم الدول النامية الأكثر تأثرا بهذه الكارثة البيئية الصامتة.
علوم

تحذيرات من عاصفة شمسية قد تدمر العالم الرقمي وتعيدنا إلى القرن الـ19
حذّر فريق من الخبراء من احتمال وقوع عاصفة شمسية هائلة قد تضرب الأرض في أي لحظة، بقوة كافية لتعطيل الأقمار الصناعية وتدمير البنية التحتية لشبكات الكهرباء. ورغم أن توهجات شمسية بهذا الحجم لم تحدث منذ أكثر من ألف عام، إلا أن تكرارها اليوم سيُشكل تهديدا غير مسبوق على العالم الرقمي والأنظمة الحيوية التي يعتمد عليها الإنسان في حياته اليومية. ويطلق العلماء على هذا النوع من الظواهر اسم "حدث مياكي"، وهو مصطلح مستمد من اكتشاف الباحثة اليابانية فوسا مياكي عام 2012، حين لاحظت ارتفاعا حادا في مستويات الكربون-14 في حلقات أشجار أرز تعود إلى أكثر من 1250 عاما. وأشار تحليلها إلى أن مصدر هذا الارتفاع كان انفجارا شمسيا ضخما أطلق كميات هائلة من الجسيمات عالية الطاقة نحو الأرض. وصرّح البروفيسور ماثيو أوينز، من جامعة ريدينغ، بأن تكرار "حدث مياكي" اليوم "سيُحرق محولات الكهرباء ويحدث انهيارا في شبكات الطاقة، ويجعل من الصعب إعادة تشغيلها بسبب طول فترة تصنيع المحولات واستبدالها". ماذا سيحدث إذا ضُربت الأرض بعاصفة شمسية شديدة؟ انهيار شبكات الكهرباء حول العالم. انقطاع الإنترنت وخدمات الاتصالات. تعطل الأقمار الصناعية وأجهزة الملاحة. توقف محطات تنقية المياه والصرف الصحي. تلف الأغذية المبردة نتيجة انقطاع الكهرباء. زيادة الإشعاع على ارتفاعات الطيران العالية، ما قد يؤثر على صحة الركاب والطاقم. استنزاف طبقة الأوزون بنسبة تصل إلى 8.5%، مع تأثيرات مناخية ملحوظة. مشاهد مذهلة للشفق القطبي قد تُرى في مناطق غير معتادة حول العالم. وأوضح العلماء أن العالم قد لا يحصل إلا على 18 ساعة فقط من الإنذار المسبق قبل وصول الجسيمات الشمسية إلى الأرض، وهو وقت غير كاف لاتخاذ إجراءات وقائية فعالة على نطاق واسع. ويشير الخبراء إلى أن "حدث مياكي" قد يكون أقوى بعشر مرات على الأقل من عاصفة "كارينغتون" الشهيرة عام 1859، والتي سببت حينها تعطل التلغرافات واشتعال أجهزتها وظهور الشفق القطبي في مناطق قريبة من خط الاستواء. وفي دراسة أجرتها جامعة كوينزلاند، خلص العلماء إلى أن حدثا من هذا النوع اليوم قد يُحدث ضررا بالغا بالمجتمع التكنولوجي والمحيط الحيوي، بسبب ضعف قدرة العلماء على التنبؤ به وصعوبة التعامل مع نتائجه. وأشارت الدراسة إلى أن الكابلات البحرية والأقمار الصناعية قد تتعرض لأضرار جسيمة، ما يؤدي إلى انقطاع طويل الأمد للإنترنت، ويعطل الاقتصاد العالمي والبنية التحتية الرقمية.
علوم

التعليقات مغلقة لهذا المنشور

الطقس

°
°

أوقات الصلاة

الجمعة 09 مايو 2025
الصبح
الظهر
العصر
المغرب
العشاء

صيدليات الحراسة