قد ينقذ حياة الملايين علماء ينجحون في تطوير قلب صناعي لا ينبض

1. أنسجة قادرة على توصيل الكهرباء للقلب

في كشف جديد قد ينقذ حياة الملايين من الأشخاص الذين يعانون من عجز في القلب، نجح باحثون أمريكيون في تطوير نوع جديد من القلوب الصناعية وهو من نوع "القلوب التي لا تنبض" والتي يمكنها أن تدوم لعقد أو أكثر من السنين، ويأملون أن تحل محل القلوب الصناعية الموجودة حالياً والتي لا تقاوم لأكثر من عام ونصف .
وبدورها أجازة وكالة الغذاء والدواء الأميركية بداية الشهر الحالي القلب الصناعي "أبيوكور" الذي يمكن زرعه كلية داخل جسم الإنسان، إلا أن هذا القلب يعاني مشكلتين، الأولى حجمه الكبير، إذ يزن أكثر من 900 جرام، ولا يمكن وضعه إلا في أجسام المرضى الكبيرة ولذلك لن تستفيد منه الكثيرات من النسوة، والثانية قلة طول فترة عمله نسبياً إذ أنها لا تتجاوز سنة ونصف السنة، بحسب جريدة الشرق الأوسط.
وقد يتمكن من حل هذه المشاكل، قلب صناعي جديد طوره الجراح أو. أتش "باد" فريزر أحد رواد تصميم الأجهزة الطبية لعلاج القلب والأوعية الدموية في معهد تكساس للقلب في هيوستن، ويعمل القلب الصناعي وفق مبدأ جديد لضخ الدم عبر الجسم البشري باستمرار ومن دون توقف بدلا من ضخه على شكل نبضات كما هو حال القلب الطبيعي والقلوب الصناعية التي تحاكيه.
أما القلوب الصناعية الحالية فإنها تعمل حالياً على مبدأ ضخ الدم الخالي من الأوكسجين من الجسم نحو الرئتين، ثم تأخذ في ضخ الدم المشبع بالأوكسجين عبر كل أنحاء الجسم، ويعتمد القلب الصناعي "أبيوكور" الذي أنتجته شركة "أبيوميد" مثلا، على نظام لمضخة هيدروليكية تحاكي في عملها نبضات القلب.
والقلب الصناعي الذى قام بتطويرة الباحث فريزر فهو من نوع الاجهزة التي يطلق عليها اسم المضخات ذات الدفق المستمر، وتستخدم هذه المضخات حالياً داخل المستشفيات ضمن الأجهزة المعروفة "الأجهزة الباطنية المساعدة" التي تزرع في أجسام المرضى الذين لا تستطيع قلوبهم الحية من تنفيذ سوى بعض الوظائف، وذلك بهدف أحداث دفق متواصل للدم عبر أجسامهم، وهو يختلف في ذلك عن القلوب الصناعية التي تحل محل القلب تماماً.
ويصف تيم بالدوين مدير برنامج التقنيات المتقدمة والجراحة في فرع معهد القلب والرئة والدم في باثاسيدا هذه الأجهزة الباطنية المساعدة بأنها "أكثر دواماً وتسمح بتصميم أنواع أصغر حجماً"، كما يستطيع قلب فريزر الصناعي الحلول محل القلب تماماً لدى الأشخاص الذين تضرر قلبهم الطبيعي بشكل حاد، لينفذ عمليات ضخ الدم باستمرار.

أنسجة قادرة على توصيل الكهرباء للقلب

القلب هو نبض الحياة في جسم الإنسان، ولأن الجسم بكل أعضائه يعتمد في حياته على استمرارية وانتظام وكفاءة القلب في ضخ الدم إليه، فإن كهرباء القلب هي الحياة، حيث اعتماد القلب بشكل أساسى على استمرارية وانتظام وكفاءة عمل جهاز كهرباء القلب.
من هنا فإن الباحثين من مستشفى الأطفال في بوسطن، وهي المستشفى التعليمي لجامعة هارفارد، قاموا بخطو خطوة مهمة نحو أسلوب علاجي جديد يعتمد علي استخدام خلايا من أنسجة نفس جسم المريض، وطوروا لأول مرة تقنية طرق هندسة بناء الأنسجة في صناعة أنسجة قادرة على توصيل الكهرباء بغية زراعتها في مناطق القلب التي فقدت أنسجتها الأصلية قدرتها على توصيل الكهرباء.
وتعتبر الفكرة التي نجح الباحثون في تطبيقها على الحيوانات، فكرة أقل ما يُمكن وصفها علمياً بأنها رائعة، لسبب بسيط ومهم في نفس الوقت، وهو أن تطبيقاتها العلاجية، في حال نجاح التجارب على قلب الإنسان، قد تعني استغناء نسبة عالية من مرضى اضطرابات كهرباء القلب عن عملية زراعة وتركيب جهاز تنظيم ضربات القلب، بحسب جريدة الشرق الأوسط.
والأسلوب الحالي في معالجة اضطرابات القلب يعتمد بشكل رئيسي على زراعة جهاز تنظيم القلب، ولأن هذه الأجهزة برغم التقدم التقني المذهل حقيقة في صناعتها وزراعتها ومتابعة عملها في القلب، عرضة لأن تعتريها عدة مشاكل بدءاً من تعطلها أو خلخلة زراعة أقطابها داخل عضلة القلب أو نفاد مخزون بطاريتها وغيرها، لذا قد يضطر أطباء القلب إلي إعادة زراعتها عدة مرات، وبشكل خاص لدى الأطفال والمراهقين أو حتى كبار السن.
هذا مادفع فريق البحث بإشراف الدكتور دوجلاس كاوان، لإنتاج أنسجة حية تعمل كبديل للأنسجة الحية في منطقة العقدة الأذينية البطينية، ويُمكن الاستفادة منها في حالات من تلفت لديهم هذه المنطقة من القلب، وتأثر توصيل كهرباء القلب من الأذينين إلى البطينين بالتالي لديهم، أو على أقل تقدير، زراعتها لتعمل كموصلة للكهرباء، ويبقى جهاز تنظيم ضربات القلب مكانه ليعمل عند قصور قدرتها فقط، الأمر الذي يطيل عمر عمل الجهاز متى ما تمت زراعته.
ولقد قام جراح القلب، الدكتور ييونج هوون تشاو، بأخذ جزء من عضلات جسم الفئران، وليس من عضلة القلب تحديداً، وعزل الباحثون منها أحد أنواع الخلايا في العضلات، وهى الخلايا العضلية الأولية، أي الخلايا العضلية الجنينية التي تتطور إلى خلايا ليفية عضلية بالغة، وعبر تقنيات هندسة بناء الأنسجة تم من هذه الخلايا العضلية الأولية إنتاج كتلة من الأنسجة الحية يُمكن زراعتها في القلب.
وعند اختبار قدرات هذه الكتلة من نسيج الخلايا القلبية في المختبر، أي قبل زراعتها في كائن حي، اتضح أنها قادرة على النبض، أي الانقباض ثم الانبساط، وذلك حينما تتم إثارتها بشحنة كهربائية، وأنها قادرة على إنتاج بروتين كوننيكسين الذي يسهل انتقال الأيونات من خلية لخلية، أي تسهيل سريان التيار الكهربائي فيما بين هذه الخلايا.
وقام فريق البحث بعد ذلك، بزراعة كتلة النسيج هذه من خلايا عضلة القلب، التي تم إنتاجها خارج الجسم، في داخل عضلة قلب الفأر، وتحديداً في المنطقة ما بين الأذينين والبطينين، وتبين أنها تأقلمت مع أنسجة القلب الموجودة بالأصل، وتناغم انقباضها وانبساطها معهم، ونمت لدى الثلث منها، قدرات توصيل الكهرباء، واستمرت قادرة على العمل طوال عمر الفأر البالغ، كما قال الباحثون في دراستهم حوالي 3 سنوات.
ويعمل فريق البحث حالياً على إجراء نفس التجارب في حيوانات أكبر حجماً، كما ويعملون على اختبار أنواع أخرى من الخلايا البدائية كالخلايا الجذعية المستخلصة من العضلات أو نخاع العظم في إنتاج العضلات الموصلة للكهرباء.
وفى سياق متصل نجح باحثون أمريكيون في زرع أجزاء دقيقة من أنسجة القلب تستخدم لإصلاح عضلات القلب التالفة، والتي تستطيع النبض كالقلب تماماً ، مما يفتح باب الأمل فى التوصل إلى طرق جديدة لإصلاح أنسجة القلب التالفة.
وتأتي أهمية هذا الكشف إذا علمنا أن خلايا القلب غير قادرة على التجدد إذا ما تعرضت للتلف، كما أنه من الصعب زراعة خلايا القلب بالطرق التقليدية، لأنها عادة ما تفقد قوامها وتتوقف عن العمل.
وقد تم تحضير الأنسجة من خلايا قلب فأر تم وضعها على قالب صناعي، ثم تم تنشيطها باستعمال إشارات كهربائية.
ويعتقد الباحثون أن التنشيط الكهربائي يساعد في تكييف الخلايا، بحيث تستطيع الاتصال ببعضها بشكل فعال ومتناسق، حيث نمت الخلايا وتحولت إلى نسيج كامل بعد ثمانية أيام من زراعتها.