MENA Newswire , טוקיו : חוקרים יפנים פיתחו צורה מושתלת של עור חי מהונדס שזוהר באופן ניכר כדי לאותת על שינויים פיזיולוגיים בתוך הגוף, ובכך מסמן התקדמות משמעותית בניטור רפואי ביולוגי משולב. העבודה מדגימה שרקמה חיה יכולה לתפקד כחיישן ביולוגי רציף, המתרגם אותות מולקולריים פנימיים לאור נראה ללא צורך באלקטרוניקה, סוללות או מקורות כוח חיצוניים.
המחקר נוהל על ידי מדענים ביפן שעבדו במוסדות אקדמיים ורפואיים, כולל צוותים הקשורים לאוניברסיטת טוקיו ולאוניברסיטת העיר טוקיו. ממצאיהם פורסמו בכתב העת Nature Communications, שעבר ביקורת עמיתים. המחקר מתאר שתל עור שנוצר מתאי גזע אפידרמליים מהונדסים גנטית, שנועדו להגיב לסמנים ביולוגיים ספציפיים הקשורים לדלקת.
בבדיקות מעבדה, העור המהונדס הושתל על עכברים ושולב עם הרקמה הטבעית של בעלי החיים. כאשר התרחשו תהליכים דלקתיים בגוף, העור המושתל פלט אות פלואורסצנטי ירוק נראה לעין. התגובה התרחשה ללא דגימה פולשנית, וסיפקה אינדיקציה חזותית ישירה לפעילות ביולוגית פנימית דרך פני העור.
עור חי כחיישן ביולוגי
על פי צוות המחקר, הרקמה המושתלת מתפקדת כמערכת תצוגה חיה. תאי האפידרמיס שעברו שינוי תוכנתו לייצר חלבון פלואורסצנטי כאשר זיהו שינויים במולקולות איתות דלקתיות. מכיוון שהשתל מורכב מתאי עור המתחדשים מעצמם, הוא שמר על יכולת החישה שלו כאשר הרקמה התחדשה באופן טבעי לאורך זמן, תוך חיקוי מקרוב של התנהגות עור רגילה.
העור המושתל נותר יציב ותפקודי במשך יותר מ-200 יום במודלים של בעלי חיים, על פי הנתונים שפורסמו. החוקרים דיווחו על כך שלא נדרשו מכשירים חיצוניים, חיבורים חוטיים או מילוי כימי. המערכת מסתמכת לחלוטין על התהליכים הביולוגיים של הגוף המארח עצמו, דבר המייצג סטייה מחיישנים לבישים או מושתלים קונבנציונליים התלויים באלקטרוניקה ובספקי כוח.
החוקרים הדגישו כי העבודה היא הוכחת היתכנות פרה-קלינית ולא יישום קליני. הניסויים נערכו אך ורק במעבדה מבוקרת תוך שימוש במודלים של בעלי חיים. המחקר התמקד בהדגמת היתכנות, עמידות ואינטגרציה ביולוגית ולא בדיוק אבחוני או שימוש טיפולי בבני אדם.
השלכות על ניטור בריאות לטווח ארוך
הממצאים מדגישים מסלול פוטנציאלי לניטור בריאות ארוך טווח, המונע בדיקות דם חוזרות ונשנות או התקנת מכשירים אלקטרוניים מושתלים. על ידי המרת שינויים מולקולריים בתוך הגוף לאותות גלויים על העור, הגישה מציעה שיטת תצפית רציפה ופסיבית. החוקרים דיווחו כי ניתן להתאים את המערכת ברמה התאית כדי להגיב לאותות ביולוגיים שונים, בהתאם לאופן שבו התאים מהונדסים.
המחקר מציין כי מערכות חיישנים חיות כאלה יכולות להיות בעלות ערך בסביבות מחקר בהן נדרש ניטור מתמשך של מצבים פיזיולוגיים. עם זאת, המחברים הדגישו גם כי יהיה צורך בבדיקות נוספות ומקיפות לפני כל בחינה של שימוש רפואי מעבר למסגרות ניסיוניות, כולל הערכות בטיחות, סקירה רגולטורית ותיקוף במודלים נוספים.
הפיתוח מתבסס על התקדמות רחבה יותר ברפואה רגנרטיבית ובביולוגיה סינתטית, שבה רקמות חיות מהונדסות יותר ויותר לביצוע פונקציות מוגדרות. על ידי שילוב של התחדשות עור עם חישה מולקולרית, הצוות היפני הדגים שרקמות ביולוגיות יכולות לשמש כממשקים יציבים וארוכי טווח בין פיזיולוגיה פנימית לתצפית חיצונית.
החוקרים הגיעו למסקנה כי עבודתם יוצרת בסיס לחקר עתידי של רקמות חיות כפלטפורמות ניטור. בעוד שהמחקר הנוכחי התמקד באותות הקשורים לדלקת, התכנון הבסיסי מראה כיצד עור מהונדס יכול לשמש כאינדיקטור חזותי למצבים ביולוגיים פנימיים, ובכך להרחיב את ארגז הכלים הזמין למחקר ביו-רפואי מבלי להכניס רכיבים אלקטרוניים לגוף.
הפוסט חוקרים יפנים פיתחו עור חי וזוהר לניטור בריאות הופיע לראשונה בחצי האי מפרץ .