طور الباحثون في معهد كريك نموذجًا جديدًا للرئة على رقاقة يعتمد خلايا متطابقة جينيًا مشتقة من متبرع واحد، مما يسمح بمراقبة وظيفة الرئة وتطور المرض لدى الشخص نفسه وليس من مزيج خلايا مختلفين.
يستخدم النموذج خلايا طلائية سنخية من النوع الأول والثاني، وخلايا بطانية وعائية مستحثة متعددة القدرات، جميعها مأخوذة من خلايا جذعية بشرية، وتُزرع على سطح رقيق جدًا لإعادة بناء حاجز الحويصلات الهوائية بجزء من الرئة.
لزيادة المحاكاة، صمم الباحثون أجهزة تقيس قوى تمدد ثلاثية الأبعاد بشكل إيقاعي على الحاجز، مما يحاكي حركة التنفس ويحفز تشكيل الزغيبات الدقيقة لزيادة مساحة سطح التبادل الغازي ووظائف الرئة.
أضاف الباحثون خلايا مناعية تسمى الخلايا البلعمية، والتي استُخدمت أيضًا من الخلايا الجذعية لنفس المتبرع، ثم أُضيفت بكتيريا السل لمحاكاة مراحل مبكرة من العدوى الرئوية.
قال ماكس غوتيريز، رئيس مجموعة تفاعلات المضيف والممرض في معهد كريك، إن استخدام حويصلات رئوية متطابقة جينيًا يمنح فهمًا أوضح لكيف تتأثر العدوى مثل السل على الفرد واختبار فاعلية العلاجات مثل المضادات الحيوية في نظام بشري أقرب إلى الواقع دون الاعتماد على النماذج الحيوانية.
تُعد الحويصلات الهوائية المكان الأساسي لتبادل الغازات وتشكل حاجزًا ضد الممرضات المستنشقة، وتعمل الرقائق على إعادة إنشاء هذا الحاجز مع طبقة أظهرت قدرة الخلايا المعاد تكوينها على الشعور بالتغيرات في التنفس وتحسين وظائف الرئة وتبادل الغاز في المختبر.
يسعى الباحثون إلى توسيع هذا النهج ليصبح أداة أكثر قوة لاختبار العلاجات وتطوير طب شخصي قائم على خلايا المرضى، مما يحد من الاعتماد على النماذج الحيوانية ويفتح آفاق لفهم أفضل لتطور المرض لدى الأفراد المختلفين.