كيف تتيح الطباعة ثلاثية الأبعاد للعلماء إنماء شعر بشري جديد
توصل باحثون من جامعة كولومبيا إلى طريقة لاستخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لمحاكاة جلد فروة الرأس البشري وبالتالي السماح لشعر بشري جديد بالنمو. يمكنهم بعد ذلك زرع الشعر الجديد في فروة الرأس للأشخاص الذين يعانون من تساقط الشعر.
يعاني عدد كبير من الأشخاص حول العالم من تساقط الشعر بشكل أو بآخر ، إما لأسباب طبيعية أو كأثر جانبي للعلاج الطبي. في كثير من هذه الحالات - خاصة في الأفراد الذين يعانون من تساقط الشعر الطبيعي - لا يمكن عكس العملية.
أظهرت الدراسات أن تساقط الشعر يمكن أن يكون له تأثير كبير على الصورة الذاتية ونوعية الحياة لكل من النساء والرجال ، حيث تولي معظم الثقافات أهمية كبيرة للشعر الطبيعي.
على الرغم من ذلك ، فإن خيارات العلاج للأشخاص الذين يعانون من تساقط الشعر يمكن أن تكون صعبة ، وقد يحتاج بعض الأفراد إلى تدخلات أكثر استهدافًا ، مثل زراعة الشعر.
يتضمن هذا الإجراء زراعة بصيلات الشعر من جزء من جسم الشخص إلى جزء آخر. ومع ذلك ، قد تكون هناك خيارات جديدة وأكثر استدامة لإعادة نمو الشعر في الأفق الآن.
ركزت بعض الأبحاث الحديثة على استخدام الخلايا الجذعية لتنمية شعر بشري جديد وطبيعي ، لكن التجارب اعتمدت على استخدام جلد الفأر كـ "أرض زراعة" لهذه الخلايا.
الآن ، ولأول مرة ، ابتكر فريق من الباحثين من المركز الطبي بجامعة كولومبيا في نيويورك ، نيويورك ، طريقة لزراعة شعر بشري جديد. بدلاً من الاعتماد على الجلد ، استخدموا طرق الطباعة ثلاثية الأبعاد.
أوضح الباحثون أن تجربتهم الناجحة كانت الأولى من أكثر من طريقة. تمكن العلماء من زراعة شعر الفئران والفئران بشكل مستقل في المختبر ، لكنهم واجهوا صعوبة في تحقيق الشيء نفسه مع شعر الإنسان.
تنمو خلايا الفئران والفئران لشعر جميل. ولكن لأسباب لا نفهمها تمامًا ، فإن الخلايا البشرية مقاومة "، كما تقول المؤلفة المشاركة أنجيلا كريستيانو ، دكتوراه.
زرع "بذرة" شعر جديد
تساءل كريستيانو وفريقه عما إذا كانوا قادرين على تحفيز نمو شعر جديد في المختبر من خلال خلق بيئة مشابهة لتلك التي تحتلها خلايا الشعر البشرية بشكل طبيعي.
تضمنت محاولتهم الأولى إنشاء كرات خلوية صغيرة وتعليقها داخل قطرات من السائل. ثم قاموا بزرع هذه الكرات في الفئران لمعرفة ما إذا كان الشعر سينمو. كان الباحثون غير راضين عن هذا النهج لأنه على الرغم من أن بعض الخلايا المزروعة شكلت شعرًا جديدًا ، إلا أن البعض الآخر فشل في النمو.
بعد ذلك ، قرر الفريق تجربة تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد لمعرفة ما إذا كان بإمكانهم إنشاء بيئة مكروية تحاكي البيئة الطبيعية لبصيلات الشعر البشري عن كثب. يُبلغ المحققون عن عمليتهم ، وكذلك نتائجهم ، في ورقة دراسة تظهر في اتصالات الطبيعة.
انتهى الأمر بكريستيانو وزملاؤه إلى صنع قوالب بلاستيكية ذات امتدادات بارزة يبلغ عرضها نصف ملليمتر.
يوضح المؤلف الأول حسن أربيل أباسي قائلاً: "لم تكن تقنيات التصنيع السابقة قادرة على إنشاء مثل هذه الإسقاطات الرقيقة ، لذلك تم تسهيل هذا العمل بشكل كبير من خلال الابتكارات في تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد".
بعد ذلك ، تمكن الباحثون من جعل جلد الإنسان ينمو حول العفن. وضعوا خلايا بصيلات الشعر التي جمعوها من متطوعين بداخلها ، مضيفين الخلايا المنتجة للكيراتين فوقها. أخيرًا ، قاموا بتحفيز النمو عن طريق إضافة عوامل نمو مختلفة.
كان هذا الاختبار ناجحًا - في فترة لا تزيد عن 3 أسابيع ، أنتجت الخلايا بصيلات شعر بشرية قادرة على بدء نمو الشعر.
لاحظ الباحثون أن هذه العملية لا تزال بعيدة عن الكمال. ومع ذلك ، فإن لديها القدرة على إنشاء مصدر مستدام للشعر الطبيعي من أجل عمليات الزرع وتوفير الشعر لأي شخص قد يحتاج إليه.
"هذا [من شأنه أن يوسع] توافر استعادة الشعر لجميع المرضى - بما في ذلك 30 مليون امرأة في الولايات المتحدة يعانين من ترقق الشعر والشباب الذين ما زالت خطوطهم الشعرية تنحسر. لن تكون جراحة استعادة الشعر مقيدة بعد الآن بعدد الشعر المتبرع به ، "يقول كريستيانو.
يشير الباحثون إلى أن نمو شعر الإنسان بهذه الطريقة ، في المختبر ، يمكن أن يكون مفيدًا أيضًا في الأبحاث الصيدلانية ، مما يمنح الباحثين مزيدًا من الحرية للبحث عن أو اختبار عقاقير جديدة لنمو الشعر.
"ما أظهرناه هو أنه يمكننا بشكل أساسي إنشاء مزرعة شعر: شبكة من الشعر منقوشة بشكل صحيح ومهندسة بحيث يمكن زرعها مرة أخرى في فروة رأس نفس المريض."
أنجيلا كريستيانو ، دكتوراه.
في حين أن معظم الباحثين الذين شاركوا في هذه الدراسة لم يعلنوا عن أي اهتمامات متنافسة ، حدد أنجيلا كريستيانو وكولين جاهودا أنهما مؤسسا شركة Rapunzel Bioscience ، وهي شركة للتكنولوجيا الحيوية تستثمر في العلاجات التجديدية للشعر والبشرة.
