باحثو جامعة نيويورك أبوظبي يطورون تقنية جديدة تسهم في عزل وطباعة الخلايا بانتقائية وكفاءة عالية

تُظهر الصورة نمطًا حيويًا لأنواع مختلفة من الخلايا المعزولة المترسبة باستخدام المسبار الذي تم تطويره. بإذن من محمد قسايمة الأستاذ المساعد في كلية الهندسة الميكانيكية والبيولوجيا الطبية في جامعة نيويورك أبوظبي.

نجح باحثو جامعة نيويورك أبوظبي في تطوير مسبار حديث من شأنه تنميط الخلايا على ركائز مسطحة، وبأسلوب شديد الانتقائية والمرونة.

حقائق سريعة:

  • تنميط الخلايا يعتبر جزءاً هاماً من عمليات هندسة الأنسجة - فهو يشبه لعبة أحجية الصور، حيث ينبغي أولاً فرز الأنواع المختلفة للخلايا وتنقيتها، ومن ثم تجميعها في أنماط يتم التحكم بها.
  • تدعم التقنية جهود هندسة الأنسجة التي تسعى لإنتاج أنسجة مخبرية يمكن استخدامها لاستبدال أو إصلاح أجزاء من الأنسجة التالفة.
  • قد تسهم هذه التقنية الجديدة بإصلاح الأنسجة التالفة لمرضى السرطان في المستقبل.
  • يمتلك المسبار المطوّر حديثاً القدرة على عزل وتنميط خلايا الثدييات (زراعة خلايا الثدييات هي عملية زراعة خلايا بشرية أو حيوانية في المختبر) في نظام موائع جزيئية مفتوح.
  • مفهوم نظام الموائع الجزيئية المفتوح يعتبر من العلوم الجديدة والمتطورة لمعالجة السوائل والتحكم بها خارج القنوات التقليدية المصغّرة والمغلقة. 
  • تم نشر البحث في مجلة ’لاب أون إيه تشيب‘.

نجح فريق من باحثي جامعة نيويورك أبوظبي في تطوير مسبار موائع جزيئية معزز بتقنية الهجرة الكهربائية الثنائية، والذي يتمتع بالقدرة على عزل خلايا الثدييات بشكل متسلسل وتنميطها في نظام موائع جزيئية مفتوح. 

وتمتاز خلايا الثدييات بحجمها الصغير [حوالي عُشر قطر الشعرة الواحدة] ما يزيد من صعوبة إخصاب وتنميط الخلايا بشكل انتقائي وبدقة الخلية المفردة. ويتميز المسبار المطوّر بامتلاك القدرة على إخصاب الخلايا المعنية بشكل انتقائي بأسلوب يشبه الالتقاط بالمغناطيس، ما يؤدي إلى انتزاع الخلايا المستهدفة من التيار المائع، وعدم المساس بالخلايا الأخرى، ومن ثم يتم إطلاق الخلايا الملتقطة وتنميطها في عملية تشبه الطباعة بالأبعاد الثنائية.

وأظهرت الدراسة أن المسبار الجديد يمتاز بكفاءة عزل للخلايا تصل حتى 100%، ونقاء فصل بنسبة 90%، مع معدل تنميط لا يتجاوز بضع ثوان. ويعتبر استخدام هذه الطريقة في فرز الخلايا وتنقيتها وتجميعها في أنماط يمكن التحكم بها بمثابة الخطوة الأولى في عملية هندسة الأنسجة.

ويمكن استخدام المسبار في الالتقاط التسلسلي والتوصيف للخلايا السرطانية المنتشرة (الخلايا الخبيثة الموجودة في دم مرضى السرطان). وانطلاقاً من قدرة المسبار على إيداع الخلايا الملتقطة مباشرة على أي ركيزة مسطحة، يمكن اختبار هذه الخلايا لاحقاً بالأدوية العلاجية باستخدام ميزة الموائع الجزيئية للأداة نفسها.

وفي ورقة بحثية بعنوان "مسبار موائع جزيئية لفصل الخلايا تسلسلياً وتنميطها"، والتي جرى  نشرها في مجلة ’لاب أون إيه تشيب‘، استعرض الباحثون عملية تطوير مسبار يمكنه فصل وتنميط الخلايا باستخدام قوى الهجرة الكهربائية الثنائية ضمن نظام موائع جزيئية مفتوح وعديم القنوات، ما يسمح بنمو الأنماط الخلوية في البنى المعقدة الشبيهة بالأنسجة. ويعتبر مسبار الموائع الجزيئية مزوداً بفتحات حقن وشفط تتكامل مع مجموعة من الأقطاب الكهربائية الصغيرة على طرفه. ومن خلال ضبط تكوين التدفق في المسبار، تمكن الباحثون من تنميط زراعة نوعين مختلفين من الخلايا لإجراء دراسات التفاعل على الخلايا المتماثلة وغير المتجانسة.

ويمكن من خلال المسبار فرز مختلف أنواع الخلايا البيولوجية بالتسلسل، وتنميطها في وقت واحد، وذلك على أي ركيزة مسطحة لتشكيل أنماط الخلية وتراكيب الأنسجة المطلوبة، ومن بينها - على سبيل المثال لا الحصر - الخلايا السرطانية، والخلايا الجذعية، وخلايا الدم المناعية والحمراء.

وتعليقاً على ذلك، قال محمد قسايمة الباحث الرئيسي والأستاذ المساعد في كلية الهندسة الميكانيكية والبيولوجيا الطبية في جامعة نيويورك أبوظبي: "يعتبر المسبار الجديد أداة فريدة متعددة الوظائف لمعالجة الخلايا في حيّز مفتوح. وبتوضيح طبيعته البسيطة والديناميكية والقابلة للتخصيص سنتمكن من تطوير طرق جديدة لتنميط الخلايا وهندسة الأنسجة، وتطبيقات أخرى في علوم الحياة والطب".

ومن جانبه، قال أيولا بريمو المؤلف الأول وزميل درجة الدكتوراه العالمية في كلية الهندسة الميكانيكية بجامعة نيويورك أبوظبي: "يمكن استخدام المسبار المطورة للمسح على أي ركيزة مسطحة، ولها القدرة على عزل خلايا محددة بناء على بصمتها الإلكترونية".

كما أوضح أنوب ميناكري عالم أبحاث في قسم الهندسة الميكانيكية لدى جامعة نيويورك أبوظبي والمؤلف الثاني للدراسة: "هذه أول دراسة تجمع قوى الهجرة الكهربائية الثنائية في مسبار بنظام موائع جزيئية مفتوح، والذي يمتاز بخواص العزل الديناميكي المائي والمسح".


مكتب الشؤون العامة والاتصالات

يهدف مكتب الشؤون العامة والاتصالات في جامعة نيويورك أبوظبي إلى تعزيز التواصل والعلاقات مع الجمهور، بما في ذلك أعضاء وسائل الإعلام. يعمل مكتب الشؤون العامة والاتصالات بالتعاون الوثيق مع أعضاء هيئة التدريس والموظفين والإدارات في جميع أنحاء الجامعة، وينسق الهوية البصرية لجامعة نيويورك، ويساعد على مشاركة القصص حول طلاب جامعة نيويورك، وأعضاء هيئة التدريس، والفرص التعليمية.

تواصل معنا

فرح شما
مديرة الشؤون العامة والاتصالات
البريد الإلكتروني: farah.shamma@nyu.edu
ميسون مبارك
مديرة الشؤون العامة والاتصالات
البريد الإلكتروني: maisoon.mubarak@nyu.edu