طور باحثون من جامعة كامبريدج البريطانية وجامعتي كورنيل وستانفورد الأمريكيتين “غشاء يحاكي الخلية البشرية” بحيث يسمح بالمراقبة المستمرة لكيفية تفاعل الأدوية والعوامل المعدية مع خلايانا، وقد يتم استخدامه قريبًا لاختبار الأدوية المحتملة لفيروس كورونا، حيث تم تصميم نموذج الخلية على “رقائق” من خلال جهاز إلكتروني بحسب ما ذكر موقع “ميديكال”.
وقال الباحثون إن أجهزتهم يمكن أن تحاكي أي نوع من الخلايا- البكتيرية أو البشرية أو حتى جدران الخلايا الصلبة للنباتات.وتمحورت أبحاثهم مؤخرًا حول كيفية مهاجمة كوفيد 19 لأغشية الخلايا البشرية، والأهم من ذلك، كيف يمكن منعها.
تم تشكيل الأجهزة على الرقائق مع الحفاظ على اتجاه ووظيفة غشاء الخلية وتم استخدامها بنجاح لمراقبة نشاط القنوات الأيونية، وهي فئة من البروتين في الخلايا البشرية والتي تستهدف أكثر من 60 ٪ من الأدوية المعتمدة.
تلعب أغشية الخلايا دورًا محوريًا في الإشارات البيولوجية، حيث تتحكم في كل شيء بدءًا من تخفيف الألم إلى الإصابة بالفيروس، وتعمل كحارس البوابة بين الخلية والعالم الخارجي.
وقام الفريق البحثي بإنشاء جهاز استشعار يحافظ على جميع الجوانب لغشاء الخلية – الهيكل ، والسيولة ، والتحكم في حركة الأيون – دون اتخاذ خطوات تستغرق وقتًا طويلاً لإبقاء الخلية حية.
يستخدم الجهاز شريحة إلكترونية لقياس أي تغييرات في غشاء مستخرج من خلية، مما يمكّن العلماء من فهم كيفية تفاعل الخلية مع العالم الخارجي بأمان وسهولة.
قام فريق كورنيل أولاً بتحسين عملية إنتاج الأغشية من الخلايا الحية، ثم بالعمل مع فريق كامبريدج، ووضعهم على أقطاب بطريقة تحفظ جميع وظائفهم.
توفر البوليمرات الموصلة المرطبة بيئة “طبيعية” أكثر لأغشية الخلايا وتسمح بالمراقبة القوية لوظيفة الغشاء.
قام فريق ستانفورد بتحسين الأقطاب الكهربائية لمراقبة التغيرات في الأغشية.
لم يعد الجهاز يعتمد على الخلايا الحية التي غالبًا ما تمثل تحديًا تقنيًا للبقاء على قيد الحياة وتتطلب اهتمامًا كبيراً، ويمكن أن تستمر القياسات على مدار فترة زمنية ممتدة.
قالت سوزان دانيال ، مؤلفة أول أستاذة وأستاذة مشاركة ، قسم الهندسة الكيميائية والجزيئية الحيوية ، جامعة كورنيل “نظرًا لأن الأغشية يتم إنتاجها من الخلايا البشرية، فإنه يشبه أخذ خزعة من سطح تلك الخلية – لدينا جميع المواد التي ستكون موجودة بما في ذلك البروتينات والدهون، ولكن لا يوجد أي تحديات لاستخدام الخلايا الحية.”
كان الهدف من البحث، المدعوم بتمويل من وكالة مشاريع أبحاث الدفاع الأمريكية (DARPA)، هو إظهار كيفية تفاعل الفيروسات مثل الأنفلونزا مع الخلايا.
الآن، قدمت DARPA تمويلًا إضافيًا لاختبار فعالية الجهاز في الفحص للأدوية المحتملين لـ COVID-19 بطريقة آمنة وفعالة.
