وكالة ARPA-H تدعم طباعة الأعضاء عند الطلب بتمويل قدره 176 مليون دولار

نقص الأعضاء والحاجة إلى الطباعة الحيوية عند الطلب

يمثل التبرع بالأعضاء وسيلة طبية أساسية تُبقي ملايين الأشخاص على قيد الحياة، إذ تُجرى نحو 50 ألف عملية زرع سنوياً في الولايات المتحدة وحدها. ومع ذلك، لا يكفي المعروض من الأعضاء لتلبية الطلب: ففي الولايات المتحدة يموت 13 شخصاً يومياً أثناء انتظار عملية زرع، ويُدرَج أكثر من 103 آلاف شخص على قائمة الانتظار الوطنية.

يمكن تخفيف هذا النقص جزئياً بزيادة التبرع بالأعضاء، ولذلك يظل تشجيعه أولوية مهمة في السياسات الصحية. لكن العثور على متبرع متوافق غالباً ما يكون تحدياً لا يقل صعوبة عن النقص العام في المتبرعين.

من الناحية المثالية، ستكون القدرة على «إنتاج» أي عضو عند الطلب حلاً أفضل. لكنها لن تزيل وحدها مشكلة التوافق أو الحاجة إلى أدوية منع الرفض التي تُضعف جهاز المناعة. كما أن الأعضاء المزروعة تميل إلى أن تكون أقصر عمراً من الأعضاء الأصلية.

«حتى عندما يحصل المرضى على عملية زرع، لا تدوم الأعضاء عادةً إلا 15 إلى 23 عاماً، وتتطلب تناول أدوية مدى الحياة لمنع الرفض، وهي أدوية باهظة الثمن وقد تسبب مشكلات صحية خطيرة.»

يؤدي الوضع الحالي أيضاً إلى تفاوت صارخ في النتائج. فبسبب عوامل مثل بُعد المسافة والحاجة إلى توافق محدد في فصائل الدم، يواجه سكان المناطق الريفية والأقليات عقبات أكبر بكثير. وتوضح البيانات حجم هذه الفوارق:

• التمثيل في قائمة الانتظار: يشكل الأمريكيون السود نحو 28% من قائمة انتظار الزرع، لكنهم تلقوا نحو 23% فقط من عمليات الزرع في عام 2024.
• التفاوت في عمليات الزرع: في المقابل، شكّل الأمريكيون البيض نحو 39% من قائمة الانتظار، لكنهم تلقوا ما يقارب 49% من جميع عمليات الزرع.
• توافر المتبرعين: يتطلب التوافق البيولوجي في كثير من الأحيان متبرعين من خلفيات عرقية متشابهة، لكن معدلات التبرع تتفاوت كثيراً. وقد شكّل البيض نحو 67% من جميع المتبرعين في 2024، مقابل نحو 13% للسود و15% لذوي الأصول اللاتينية.

من شأن إنتاج أعضاء عند الطلب يمكن زرعها لأي مريض، بصرف النظر عن خصائصه الديموغرافية، أن يقلل هذا التفاوت بدرجة كبيرة.

وهذا هو تحديداً هدف سلسلة من المنح قدمتها وكالة مشروعات الأبحاث المتقدمة للصحة (ARPA-H)، وهي وكالة تابعة لوزارة الصحة والخدمات الإنسانية الأمريكية (HHS). أُنشئت الوكالة عام 2022 بتمويل أقره الكونغرس قدره مليار دولار، ووقّع الرئيس جو بايدن قانون إنشائها.

«لم يسبق في تاريخ زراعة الأعضاء تطوير أعضاء متوافقة مع جميع المرضى. إن طباعة عضو بشري وظيفي ومتوافق بدقة ستغيّر جذرياً حدود الممكن في طب زراعة الأعضاء، وستنقذ أرواحاً لا تُحصى.»

— الدكتورة أليسيا جاكسون، مديرة ARPA-H

يسعى برنامجها للأنسجة الشخصية التجديدية المتوافقة مناعياً باستخدام تقنية النانو (PRINT) إلى تشجيع تطوير تقنيات لطباعة الأعضاء لا تتطلب أدوية مثبطة للمناعة.

«الهدف هو استخدام خلايا المريض نفسه أو خلايا من بنك حيوي لإنتاج أعضاء بديلة متوافقة مناعياً بسرعة، في غضون ساعات، مثل الكلى والقلوب والأكباد.»

ما الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد، ولماذا تصعب طباعة الأعضاء؟

أصبحت الطباعة ثلاثية الأبعاد، أو التصنيع بالإضافة، تقنية مألوفة نسبياً. بدأت بخيوط البلاستيك، وأصبح من الممكن الآن استخدامها مع مواد كثيرة، منها المعادن. أما المجال التالي فهو طباعة الأنسجة الحية.

من خلال إضافة الخلايا واحدة تلو الأخرى، ضمن ترتيبات ثلاثية الأبعاد معقدة وطبقات متعددة، تستطيع الطباعة الحيوية محاكاة الشكل والبنية الدقيقة اللذين تحتاج إليهما الأعضاء. وأُنجز أحد أوائل النماذج الناجحة لإثبات المفهوم في جامعة ويك فورست عام 2016، من خلال أذن مطبوعة ثلاثياً قابلة للحياة وأداء وظيفتها. (يمكنكم قراءة المزيد عن الطباعة الحيوية في هذه الصفحة لجامعة ويك فورست، إحدى الجهات المستفيدة من تمويل ARPA-H.)

بلغت قيمة سوق الطباعة الحيوية بالفعل 2.91 مليار دولار في عام 2025، رغم اقتصارها حالياً في الغالب على تطبيقات متخصصة وأبحاث أكاديمية. ومن المتوقع أن تنمو بمعدل نمو سنوي مركب قدره 12.54% حتى 2034.

تقوم الفكرة على إنتاج أعضاء من خلايا المريض نفسه، لإزالة خطر الاستجابة المناعية، أو استخدام خلايا من بنك حيوي عُدّلت لتحقيق النتيجة نفسها. وقد أحرزت التقنية تقدماً جيداً مؤخراً، شمل استخدام الموجات فوق الصوتية لتوجيه الطباعة الحيوية، وطباعة جزر البنكرياس حيوياً لعلاج السكري، وإنتاج جلد مطبوع ثلاثياً للتجارب المخبرية ولترقيع الجلد.

شرح برنامج PRINT التابع لوكالة ARPA-H

نظرة عامة

يسعى البرنامج إلى تحقيق هدف ظل بعيد المنال حتى الآن: طباعة عضو بحجم عضو بشري، يضم جميع الخلايا والأوعية الدموية ومكونات الأنسجة التي تتيح له العمل كقلب، أو ترشيح الدم وإنتاج البول ككلية، أو دعم عمليات الأيض ككبد.

يركز البرنامج حالياً على هذه الأعضاء الثلاثة الأساسية، وقد يمتد نجاحه لاحقاً إلى البنكرياس والرئتين. ويصل إجمالي تمويل PRINT إلى 176.8 مليون دولار على مدى خمس سنوات. وستعتمد تفاصيل الدفعات ومواعيدها على بلوغ كل فريق بحثي مختار أهدافاً مرحلية طموحة ضمن جدول زمني متسارع.

أُطلق البرنامج في عام 2024، وطُلب من الباحثين تقديم مقترحات تركز على ثلاثة مجالات تقنية:

• إنتاج جميع أنواع الخلايا اللازمة للعضو من أفضل مصدر أو مصادر خلوية.
• تصنيع أنواع خلايا الأعضاء على نطاق واسع.
• التصنيع الحيوي للأعضاء وإجراء اختبارات داخل الكائنات الحية تمهّد لتقديم طلب ترخيص دواء جديد قيد البحث (IND).

وفي يناير 2026، أعلن البرنامج الفرق البحثية المختارة.

الجهات التي تلقت تمويل PRINT من ARPA-H

جامعة كارنيغي ميلون

تهدف الجامعة الواقعة في بيتسبرغ إلى إنتاج كبد مطبوع حيوياً بتكلفة مناسبة لا يثير استجابة مناعية، ويكون جاهزاً لأول تجارب على البشر خلال خمس سنوات. ويحمل المشروع اسم LIVE، اختصاراً للهندسة الحجمية للكبد المتوافق مناعياً.

ستتلقى الجامعة 28.5 مليون دولار من ARPA-H لهذا المشروع.

ستُنتج الأكباد المهندسة في البداية لعلاج الفشل الكبدي الحاد، مع هدف طويل الأجل يتمثل في علاج جميع حالات الفشل الكبدي.

«الكبد الذي نصنعه سيستمر نحو أسبوعين إلى أربعة أسابيع. وسيمنح المرضى وقتاً لتجدد أكبادهم، فلا يعودون بحاجة إلى زرع كبد، ما يتيح تلك الأكباد لمرضى آخرين.»

— آدم فاينبرغ، أستاذ الهندسة الطبية الحيوية في جامعة كارنيغي ميلون

جامعة ويك فورست

ستسعى الجامعة، الواقعة في وينستون سالم بولاية كارولاينا الشمالية، إلى إنتاج أنسجة كلوية مزودة بأوعية دموية وصالحة للاستخدام السريري، لتعزيز وظائف الكلى لدى المصابين بأمراض الكلى.

سيجمع المشروع بين إجراء التجارب قبل السريرية وإعداد خطة للتسويق التجاري بالتوازي. وبهذا يُفترض ألا تكون التقنية ناجحة طبياً فحسب، بل مجدية اقتصادياً أيضاً، بحيث تقدم «حلاً فعالاً من حيث التكلفة للنقص المتزايد في أعضاء المتبرعين على مستوى البلاد».

معهد ويس

سيطور معهد الأبحاث التابع لهارفارد في بوسطن أنسجة كبدية من خلايا جذعية بالغة، متوافقة مع مختلف المرضى وبحجم مناسب للاستخدام السريري.

طوّر مختبر لويس طريقة أخرى تُسمى SWIFT، أي الكتابة داخل الأنسجة الوظيفية باستخدام مادة تُزال لاحقاً. وفيها تُركّز مئات الآلاف من التجمعات المشتقة من الخلايا الجذعية في مصفوفة حية كثيفة من وحدات بناء الأعضاء (OBBs)، تحتوي على نحو 200 مليون خلية لكل مليلتر.

من خلال التركيز على تكوين شبكة كافية من الأوعية الدموية، يأمل الفريق البحثي أن تفيد تقنيته مختلف المرضى الذين يعانون اختلال وظائف الكبد.

جامعة كاليفورنيا في سان دييغو

ستطبع الجامعة أكباداً باستخدام خلايا جذعية تنتجها الشركة المحلية Allele Biotechnology. وستتلقى نحو 25 مليون دولار من ARPA-H لتنفيذ هذه المهمة.

سيُصمّم الكبد وفق الخصائص التشريحية والفسيولوجية الفريدة لكل فرد، دون الحاجة إلى أنسجة من متبرع أو مثبطات للمناعة. ويُفترض أن يضمن ذلك، في أفضل الأحوال، استمرار أداء الأعضاء المطبوعة ثلاثياً واندماجها في الجسم على المدى الطويل.

«الفرق بيننا وبين الآخرين الذين يستخدمون الطباعة بالبثق هو أننا نطبع الصفحة كاملة في وقت واحد، وهذا أسرع فعلياً بعشرة آلاف مرة مما يفعلونه.»

— شاوتشن تشين، أستاذ في كلية جاكوبس للهندسة بالجامعة

من المتوقع بدء التجارب على البشر خلال خمس سنوات إذا سار كل شيء وفق الخطة.

المركز الطبي بجامعة تكساس ساوثويسترن

ستتلقى الجامعة الواقعة في دالاس قرابة 25 مليون دولار لتطوير كبد جاهز للزرع، قادر على أداء وظائفه كاملة لدى مرضى الفشل الكبدي. ويحمل البرنامج اسم VITAL، أي الأنسجة المتوافقة مناعياً والمزودة بأوعية دموية بوصفها بديلاً للكبد.

«يملك مركز UTSW برنامجاً قوياً لزراعة الأعضاء الصلبة، وقد احتفل مؤخراً بعملية زرع الكبد الألف. ويمثل هذا المشروع خطوة جريئة نحو تطوير رعاية المرضى بالابتكار الطبي الحيوي. فهو يجمع المهندسين والأطباء والعلماء لتحويل الاكتشافات إلى حلول واقعية، وبناء مستقبل تصبح فيه طباعة الأعضاء الوظيفية حقيقة.»

— الدكتور صامويل أتشيلفو، أول رئيس لقسم الهندسة الطبية الحيوية

لا يعني ذلك إنتاج عضو يؤدي وظائف الأيض فحسب، بل أيضاً إعادة توصيل الأوعية الدموية لاستعادة تدفق الدم، وإنشاء منظومة قنوات صفراوية لنقل السوائل.

كيف يمكن لوكالة ARPA-H تسريع تطوير طباعة الأعضاء؟

حظيت فكرة طباعة الأعضاء ثلاثياً باهتمام واسع، لكنها تشق طريقها ببطء إلى التطبيقات السريرية العملية. فإعادة تكوين أعضاء بهذا التعقيد، تضم مئات المليارات من الخلايا وأنواعاً فرعية كثيرة ومعقدة، تتطلب إتقان تفاصيل لا تزال في كثير من الأحيان غير مفهومة جيداً.

يشبه تصميم عضو من الصفر تجميع محرك نفاث من قطع معروفة دون فهم دقيق لكيفية عمله. ولحسن الحظ، تستطيع الخلايا الحية، ولا سيما الخلايا الجذعية، تنظيم نفسها ذاتياً لتكوين عضو كامل، وهو ما يساعد الباحثين.

من شأن التدفق المفاجئ لتمويل ARPA-H إلى هذا المجال أن يسرّع الوصول إلى أعضاء قابلة للطباعة، قد تتفوق على الأعضاء التقليدية المتبرع بها.

الاستثمار في الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد والطب التجديدي

يونايتد ثيرابيوتيكس

لشركة يونايتد ثيرابيوتيكس (UTHR ) تاريخ طويل بوصفها رائدة في الطباعة الحيوية، وقد أقامت شراكة بارزة مع شركة ثري دي سيستمز (DDD ) في هذا المجال منذ عام 2017.

تركز الشركة على الأمراض النادرة، مثل مرض الرئة الخلالي (ILD)، وارتفاع ضغط الدم الشرياني الرئوي (PAH)، والورم الأرومي العصبي، وكذلك أمراض الرئة في مراحلها النهائية.

يعني ذلك أن الطباعة الحيوية مهمة لمستقبل الشركة، لكنها في الوقت نفسه شركة تقليدية للتقنية الحيوية. وهذا يمنحها تدفقاً نقدياً تشغيلياً يتجاوز 1.6 مليار دولار خلال الاثني عشر شهراً الماضية، واحتياطياً نقدياً قوياً لمواصلة تمويل الابتكار دون المخاطرة بتخفيف مفرط لحصص المساهمين الحاليين.

ارتفعت إيرادات الشركة باطراد خلال عشرينيات هذا القرن، ويرجع ذلك بدرجة كبيرة إلى نمو مبيعات تايفاسو، علاج البروستاسيكلين الأكثر وصفاً في الولايات المتحدة لعلاج ارتفاع ضغط الدم الشرياني الرئوي (PAH). وقد واصلت مبيعاته النمو بنسبة 10% على أساس سنوي في 2025.

في الطباعة الحيوية، لا تزال الشركة في مرحلة البحث والتطوير، وأكثر منتجاتها تقدماً مخصص لزراعة الرئة، مع تطوير بدائل للكلى والكبد أيضاً.

خارج مجال الأعضاء، تركز خطط البحث والتطوير لدى الشركة أساساً على توسيع استخدامات تايفاسو لزيادة مبيعاته.

لذلك، مع تزايد الاهتمام بالطباعة ثلاثية الأبعاد وميزانيات أبحاثها، قد تتمتع شركات مثل يونايتد ثيرابيوتيكس، التي لها أسبقية في المجال وبدأت بالفعل التجارب السريرية، بميزة واضحة عند تسويق شكل مبكر من هذه التقنية. وقد يتبع ذلك عدة عقود من التحسينات، وما يرتبط بها من براءات اختراع جديدة أو مجددة.

آخر أخبار وتطورات سهم يونايتد ثيرابيوتيكس (UTHR)