قد يزيد الطباعة ثلاثية الأبعاد الحيوية من فهمنا لاستجابة الأدوية لدى مرضى السرطان

يمكن للطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد إنتاج نماذج نسيجية لدراستها في المختبر. طوّر باحثون من جامعة بوهانغ للعلوم والتكنولوجيا (POSTECH) ومختبر جاكسون نموذجًا لسرطان المعدة باستخدام أنسجة مأخوذة من مرضى. والغاية هي دراسة استجابة أنسجة الورم للأدوية. هذا بحث قبل سريري؛ ولم يصبح النموذج فحصًا سريريًا معتمدًا لاختيار علاج كل مريض.

ما الطباعة الحيوية؟

تجمع الطباعة الحيوية خلايا أو قطعًا من الأنسجة بمادة قابلة للطباعة تسمى «الحبر الحيوي» لإنشاء بنى ثلاثية الأبعاد. ويمكن استزراع العينات وفحصها خارج الجسم. هذه النماذج ليست أعضاء بشرية مكتملة، ولا تحل بمفردها محل التجارب السريرية.

لماذا يصعب التنبؤ بالاستجابة للأدوية؟

تختلف الأورام بين المرضى، بل بين أجزاء الورم الواحد. وتساعد الفحوص الجينية في تحديد طفرات مهمة، لكنها لا تمثل كل تفاعلات الورم مع البيئة المحيطة به. وفي نماذج الطعوم الورمية المشتقة من المرضى، أو PDX، تُزرع أنسجة الورم في حيوانات المختبر. وتتطلب هذه الطريقة وقتًا وموارد، ولا تنجح مع كل عينة. دُرس النموذج الجديد بوصفه مكملًا محتملًا للطرق القائمة، وليس بديلًا ثبت تفوقه عليها.

دراسة سرطان المعدة

في الدراسة المنشورة في مجلة Advanced Science، وضع الفريق قطعًا من أورام معدة مأخوذة من مرضى في حبر حيوي مصمم لهذا النوع من الأنسجة. واحتوى الحبر على مصفوفة خارج خلوية مشتقة من نسيج المعدة بعد إزالة خلاياه. واستُزرعت القطع مع خلايا ليفية بشرية من المعدة لمحاكاة جانب من التفاعل بين الخلايا السرطانية والسدى والمصفوفة المحيطة بها.

استخدم الباحثون طابعة تعتمد على بثق المادة لإنتاج نماذج من الورم. وتتيح العملية إعداد عينات متعددة للمقارنة بين الأدوية في المختبر. لكنها لا تعيد تكوين كل خصائص الورم داخل جسم الإنسان، ومنها تأثير الجهاز المناعي والدورة الدموية.

ماذا أظهرت النتائج؟

أفاد الباحثون بأن النماذج المطبوعة احتفظت ببعض خصائص الأنسجة الأصلية، وقدمت بيانات عن الاستجابة لأدوية مضادة للسرطان. وقد تجعل التفاعلات الخلوية التي يحاكيها النموذج المقارنة أكثر واقعية من بعض المزارع الخلوية الأبسط. لكن النتائج لا تعني أن الطبيب يستطيع اليوم التنبؤ بدقة باستجابة أي مريض للعلاج اعتمادًا على هذا النموذج وحده.

الفوائد المحتملة والقيود

الوقت وعدد العينات

قد يتيح إنتاج نسخ متعددة من النسيج الواحد اختبار أدوية أو ظروف تجريبية مختلفة من دون انتظار نمو كل طعم ورمي في حيوان المختبر. وتعتمد السرعة الفعلية على جودة العينة والطريقة المستخدمة وتوفر النسيج. وقبل أي استعمال سريري، يجب اختبار قابلية تكرار النتائج ومقارنتها مستقبلًا بنتائج علاج المرضى.

اختيار العلاج لكل مريض

قد يساعد نموذج يحتفظ ببعض سمات الورم الأصلي مستقبلًا، إلى جانب التحاليل الجزيئية، في دراسة خيارات العلاج. ولم تثبت هذه الدراسة تحديد أقل جرعة فعالة لكل مريض، أو خفض الآثار الجانبية للعلاج؛ فالنسيج المطبوع لا يمثل الجسم بأكمله.

الباحثون والتمويل

شارك في العمل باحثون من POSTECH، منهم الأستاذة جيناه جانغ، وفريق الأستاذ تشارلز لي في مختبر جاكسون للطب الجينومي. وذكر الباحثون دعمًا من برامج بحثية في كوريا الجنوبية. موضوع العمل نموذج تجريبي لسرطان المعدة، وليس عضوًا معدًا للزرع.

الطباعة الحيوية والشركات

تعمل شركة Organovo على تطوير أنسجة مطبوعة لأغراض البحث الطبي الحيوي، لكنها لم تشارك في دراسة POSTECH. ولا تسمح نتائج تجربة بحثية باستنتاج مسار سعر سهم شركة بعينها.

الخطوات التالية

تعرض الدراسة طريقة محتملة لفحص استجابة سرطان المعدة للأدوية في المختبر. ويلزم اختبارها على مجموعات أكبر ومستقلة ومقارنة تنبؤاتها بنتائج العلاج الفعلية قبل اعتمادها في القرارات الطبية. المزيد عن التقنيات الصحية.

الدراسة المذكورة

Choi, Y.-M. وآخرون (2025). Prediction of patient drug response via 3D bioprinted gastric cancer model utilizing patient-derived tissue-laden tissue-specific bioink. Advanced Science, 12, e2411769. doi:10.1002/advs.202411769.