ليس لدى المؤلفين أي تضارب مصالح للإفصاح عنه.

متناهي الصغر الهندسية لبيولوجيا الخلية

Micro-scale Engineering for Cell Biology

جويل غولدمان. أنا أستاذ مشارك في الهندسة الكهربائية وعلوم الحاسوب في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT)، وأعمل هنا منذ خمس سنوات.وبوجه عام، نعمل على مزيج من الهندسة دقيقة المقياس المطبقة على بيولوجيا الخلية. يتركز بحثنا في مجالين رئيسيين؛ أحدهما في قياس التدفق الخلوي بشكل عام، والذي يتضمن القيام بأشياء مثل تصميم منصات دقيقة المقياس لفرز الخلايا.يعتمد جزء كبير من هذا العمل على القدرة على الفرز بعد الفحص المجهري، مثل القدرة على التصوير ثم عزل خلايا مختلفة، أو القدرة على إنشاء مصفوفات محددة من الخلايا المكونة من النوع A مع النوع B، وتعريضها للمحفز C، وهذه الأنواع من الوظائف. أما النصف الآخر من المختبر فيركز على التقنيات الدقيقة لبيولوجيا الخلايا الجذعية، وينصب التركيز الأساسي هناك على الخلايا الجذعية الجنينية ودراسة التجدد الذاتي بشكل أساسي.ونحن نقوم بعدة إجراءات مختلفة؛ حيث نعتمد زراعة مائعية مجهرية نستخدم فيها تروية السوائل لمحاولة تحقيق تحكم أفضل في الإشارات القابلة للانتشار. كما نقوم بعمل نمطية للمستعمرات لنتمكن من التحكم في التفاعلات بين المستعمرة والأخرى.ومن ثم نقوم بتنميط الخلايا، وهنا يأتي دور شريحة "bio flip chip"، وهي وسيلة تهدف أساساً إلى نقل الخلايا المفردة ووضعها في تكوينات محددة. إن دراستها على الطبق تعد نهجاً رائعاً، وقد تمكنا من تعلم الكثير عن بيولوجيا الخلايا الجذعية على مدار السنوات الـ 25 الماضية من خلال إجراء التجارب على الأطباق. لذا، فهو نهج ممتاز، وإذا كان يحقق النتائج المرجوة، فينبغي عليك استخدامه.ولكن هناك بعض الأوقات التي يكون فيها التحكم الإضافي وصولاً إلى المقاييس الطولية للخلايا أمراً بالغ الأهمية. وليس من الصعب تخيل، عند التفكير في مدى دقة تنظيم التطور في الجسم الحي (in vivo)، أن القدرة على التحكم في الجهات التي تتواصل معها الخلايا، وما تستند إليه هذه الخلايا، والوسط الذي تغمر فيه، وذلك بطريقة تعتمد على الوقت وعلى مقياس الخلايا، ستكون مهمة لتطور الأنسجة. فعمليات مثل التخلق الشكل (Morphogenesis) وهذه الأنواع من الأحداث، من المفيد جداً فهم بيولوجيتها الأساسية والسبب وراء حدوثها عند تطوير علاج ما.وهكذا، فإن الكثير من أجهزتنا تهدف إلى القدرة على حل تلك التساؤلات الجوهرية والأساسية، مثل: لماذا تقرر الخلايا الجذعية الجنينية تجديد نفسها؟ أي التجديد الذاتي مقابل التمايز. وهناك أيضاً مسألة أنه إذا كنت تحاول توسيع نطاق الإنتاج، فإنك سترغب في فهم العوامل المهمة في عملية التوسيع هذه.وبناءً على ذلك، على سبيل المثال، فيما يتعلق برقاقة bio flip، بدأنا في طرح تساؤلات حول الحالات والظروف التي يجب فيها تكثير الخلايا من أجل تحقيق أقصى استفادة من أي جانب يهمنا، سواء كان ذلك في الحفاظ على الحالة غير المتمايزة، أو كفاءة الاستزراع، وما إلى ذلك. فهذه هي أنواع القضايا المطروحة. وثالثاً، وفيما يتعلق بذلك، هناك مجموعة كاملة من التساؤلات حول سبب اختلاف الخلايا الجذعية الجنينية للفأر عن الخلايا الجذعية الجنينية البشرية.كيف يختلفون؟ هل هذا أثر ناتج عن المستنبت؟ أم أنه أمر جوهري؟بخصوص هذه الأنواع من الأسئلة، أعتقد أنك ستبدأ في غضون السنوات الخمس إلى العشر القادمة في رؤية علاجات جديدة تظهر، تكون مستمدة من الخلايا الجذعية الجنينية، وهو أمر أعتقد أنه لم يتم إثباته بعد. ولكن كما تعلم، فإن بعض الأعمال المتعلقة بإعادة البرمجة التي ظهرت مؤخراً، وبعض النقاط النهائية التي تمكن الأشخاص من الوصول إليها، مثيرة للإعجاب للغاية.لذا أعتقد أنه بينما كنت سأقول قبل بضع سنوات إن الأمر يستغرق 20 عاماً، فإنني أعتقد الآن أنه أقرب إلى خمس أو عشر سنوات.

متناهي الصغر الهندسية لبيولوجيا الخلية

في هذه المقالة

الإفصاحات

إعادة الطباعة والأذونات

الوسوم