ابتكار رئة اصطناعية لرصد استجابة الجسم لعدوى السل المبكرة

طور مجموعة من العلماء نموذجا للرئة على رقاقة لرصد استجابة الجسم لعدوى السل المبكرة، وفقا لنتائج نُشرت في مجلة "eLife" العلمية.

والسل هو مرض معد تسببه بشكل أساس بكتيريا المتفطرة السلية، ويؤثر بشكل رئيس على الرئتين (السل الرئوي).

ويكشف النموذج أن خلايا الجهاز التنفسي، المسماة الخلايا السنخية، تلعب دورا أساسيا في السيطرة على عدوى السل المبكرة عن طريق إنتاج مادة تسمى (surfactant- الفاعل بالسطح الرئوى)، وهى مزيج من الدهون والبروتينات التي تلعب دورا رئيسا في تقليل التوتر السطحي للسنخ الرئوي، كما تساعدنا على التنفس بسهولة.

ويعتبر السل أحد أكثر الأمراض المعدية فتكا في العالم ويؤثر على الناس من جميع الأعمار، وفي حين أنه يصيب البالغين في الغالب، لا يوجد حاليا لقاحات فعالة متاحة لهذه المرض.

ويساعد هذا النموذج لدراسة المراحل المبكرة من العدوى، والتي تحدث عندما تترسب بكتيريا "M. tuberculosis" في عمق الرئة.

من جانبه، قال فيفيك ثاكر، المؤلف الرئيس، وباحث في مختبر ماكيني: "لقد أنشأنا نموذج الرئة على الرقاقة كطريقة لدراسة استجابة الجسم لعدوى السل المبكرة، وأظهرت الدراسات السابقة أن مادة (الفاعل بالسطح) التي تنتجها الخلايا السنخية يمكن أن تضعف نمو البكتيريا، ولكن الخلايا السنخية نفسها يمكن أن تسمح بنمو البكتيريا داخل الخلايا، وبالتالي فإن دور هذه الخلايا في العدوى المبكرة غير مفهوم تماما.

وأضاف "لهذا قمنا بتطوير هذا النموذج، لملاحظة أماكن التلامس الأول، وكيف ينمو مرض السل في الخلايا السنخية، وكيف يؤثر إنتاج مادة الفاعل بالسطح على النمو".

واستخدم الفريق نموذج الرئة على الرقاقة الخاص بهم لتجربة نقص مادة "الفاعل بالسطح" الذي تنتجه الخلايا السنخية ثم رؤية كيفية استجابة خلايا الرئة لعدوى السل المبكرة.

هذه التقنية شفافة بصريا؛ ما يعني أنها يمكن أن تستخدم تقنية تصوير تسمى الفحص المجهري الزمني لمتابعة نمو بكتيريا السل المفردة في البلاعم أو الخلايا السنخية على مدى عدة أيام.

وكشفت دراسات الفريق أن نقص الفاعل بالسطح يؤدي إلى نمو جرثومي سريع وغير متحكم فيه في كل من الخلايا الضامة والخلايا السنخية من ناحية أخرى؛ ما يعنى أن وجود مادة الفاعل بالسطح يقلل بشكل كبير من هذا النمو في كلتا الخليتين، وفي بعض الحالات يمنعه تماما.

وقال فيفيك: "يسلط عملنا الضوء على الأحداث المبكرة التي تحدث أثناء الإصابة بالسل ويوفر نموذجا للعلماء للبناء عليه من أجل البحث المستقبلي في التهابات الجهاز التنفسي الأخرى".