«آلات دقيقة» من الهيدروجيل... قد تُحدث ثورة في الطب
طوّر علماء من معهد «ماكس بلانك» لعلوم الضوء في ألمانيا طريقة جديدة لاستخدام الهيدروجيل في دراسة المصفوفة خارج الخلوية، التي تمثل بنية ثلاثية الأبعاد من البروتينات والكولاجين والسكريات تحيط بالخلايا الحية.
ونُشرت نتائج الدراسة في مجلة «لاب أون أ تشيب»، وهي تكشف عن تقنية واعدة قد تُغير مستقبل الطب.
والهيدروجيل عبارة عن سلاسل بوليمرية قادرة على احتواء كميات هائلة من الماء، الأمر الذي يجعلها أدوات مثالية لدراسة الأنسجة الحية نظراً لتشابهها مع جسم الإنسان الذي يتكون بشكل رئيسي من الماء.
وقد استخدم العلماء سابقاً الهيدروجيل في تطبيقات متنوعة، بما في ذلك تعليم الخلايا لعب ألعاب فيديو وسحب المياه النظيفة من الهواء باستخدام الطاقة الشمسية.
وتلعب إعادة تشكيل المصفوفة خارج الخلوية بواسطة القوى الميكانيكية دوراً حاسماً في الحفاظ على التوازن الداخلي للخلايا وشفاء الجروح.
وأوضح الباحثون أن الطرق السابقة لدراسة هذا التشكيل اعتمدت على أدوات محدودة الدقة أو غير قابلة للدمج في أجهزة المختبر المصغرة.
وفي هذه الطريقة الجديدة، استخدم العلماء بنى دقيقة من الهيدروجيل قادرة على الانقباض أو التمدد استجابة للضوء أو الحرارة، وهو ما يحاكي القوى الميكانيكية المؤثرة على الخلايا الحية. وبينما تتعرض الخلايا للضغط، يمكن للعلماء فحص التغيرات الناتجة بدقة باستخدام المجاهر.
وقال «فيسنتي سالاس كيروز»، المؤلف الرئيسي للدراسة، إن الطريقة تتيح توليد قوى ميكانيكية بدقة مكانية وزمنية عالية، وهو ما يمكّن من تسجيل تأثيراتها على الأنظمة البيولوجية.
وأضاف أن الفريق تمكن من رصد تغيرات في الكولاجين ناتجة عن هذه القوى على مسافات تصل إلى مئات الميكرومترات، الأمر الذي يُظهر حساسية التقنية الفائقة.
ومن جهتها، أشارت الباحثة «كاتيا زيسكي» إلى أن الفريق يأمل في الاستفادة من هذه التقنية لتطوير بنى دقيقة ذكية قادرة على اختبار نماذج ثلاثية الأبعاد للسرطان أو تكوّن الأوعية الدموية.
وأضافت أن هياكل الهيدروجيل المستقبلية يمكن أن تعمل كآلات دقيقة تفحص الأنسجة على مستوى الميكرومتر، وهو ما يفتح آفاقاً واسعة للاستخدام التشخيصي في الطب.
