عالمة وباحثة في مؤسسة قطر تدرس العلاقة بين الخلايا الجذعية البشرية وفعالية الدواء

وفقًا لمنظمة الصحة العالمية، فإن أمراض القلب والأوعية الدموية هي السبب الأول للوفاة على مستوى العالم، حيث تتسبب في 17.9 مليون حالة وفاة سنويًا. ومن المتوقع أن يرتفع هذا الرقم إلى 23.6 مليون بحلول عام 2030. على الرغم من كونه موضوعًا لجهود بحثية هائلة، إلا أن دواءً واحدًا فقط من كل عشرة آلاف دواء للقلب والأوعية الدموية قيد التطوير يصل إلى السوق.

تقول الدكتورة إسراء مرعي، باحثة ما بعد الدكتوراه في قسم أبحاث الصيدلة في وايل كورنيل للطب – قطر، إحدى الجامعات الشريكة لمؤسسة قطر: "يمكن أن يُعزى هذا التناقض الهائل بين الأدوية التي تجتاز الاختبارات ما قبل السريرية وتلك التي تصل بالفعل للسوق إلى الافتقار لنماذج فعالة وقادرة على التنبؤ في المرحلة ما قبل السريرية، حيث إن أنظمة الفحص المتاحة لا تعكس بشكل كافٍ فسيولوجيا القلب والأوعية الدموية البشرية".

هناك حاجة ماسة إلى نماذج ثلاثية الأبعاد قادرة على التنبؤ في مجال تسريع تطوير الأدوية الجديدة المحتملة. تتمثل إحدى الطرق للقيام بذلك، في صنع نماذج أكثر تعقيدًا لتقليد الظروف الفسيولوجية البشرية باستخدام الخلايا الجذعية البشرية، وهو المسار الذي سلكته الدكتورة مرعي.

في حديثها عن كيفية دخولها هذا المجال، تقول الدكتورة مرعي: "بدأ اهتمامي بخلايا الدم الجذعية خلال فترة الدكتوراه، عندما استخدمتها لملء نسيج اصطناعي مصنوع من مادة بوليمرية بهدف استعمالها كبديل لصمامات القلب التالفة. لقد أدت إمكانات هذه الخلايا الهائلة إلى جانب الحاجة إلى علاجات أفضل للقلب والأوعية الدموية إلى زيادة افتتاني بها بمرور الوقت ".

كانت الدكتورة مرعي واحدة من ثلاث فائزات في فئة الباحثات ما بعد الدكتوراه التي تمنحها لوريال – اليونسكو" للنساء المتميزات في مجال العلوم، برنامج الشرق الأوسط الإقليمي للمواهب الشابة لعام 2020، وهي مبادرة تهدف إلى تمكين مشاركة المرأة في البحث العلمي من خلال تعزيز العالمات الاستثنائيات في مراحل مختلفة من حياتهن المهنية وتشجيعهنّ. كما تشغل الدكتورة مرعي منصب زميل أبحاث فخري، قسم بيولوجيا الأوعية الدموية في كلية إمبريال كوليدج في لندن، وتعمل بشكل وثيق مع البروفيسورة جاين ميتشل، رئيس قسم القلب والأوعية الدموية، المعهد الوطني للقلب والرئة.

تشير الدكتورة مرعي إلى أن الأوعية الدموية ضرورية لتطوير جميع أجهزة الجسم، وتلعب دورًا حاسمًا في العديد من الأمراض، ومع ذلك، غالبًا ما يتم إهمالها أثناء فحص الأدوية، موضحة أن الأدوية المحتملة يتم اختبارها على الحيوانات أو باستخدام نظام الاستزراع ثنائي الأبعاد قبل الانتقال إلى التجارب السريرية. والمشكلة تكمن في هذه النماذج قبل السريرية لا تحاكي البيئة الفسيولوجية للأوعية الدموية البشرية بشكل كاف.

تتكون الأوعية الدموية بشكل طبيعي من طبقات متعددة من الخلايا، مدمجة داخل مادة هلامية. ينتج عن الدم الذي يتدفق عبر هذه الأوعية قوى ميكانيكية تعمل على جدار الوعاء الدموي، وذلك لا ينعكس في نظام الاستزراع ثنائي الأبعاد الذي يدرس تأثير الأدوية على نوع واحد فقط من الخلايا في ظل ظروف معزولة.

تفرض التجارب على الحيوانات مستوى معين من التعقيد، إلا أن هناك اختلافات في الأنواع، المرتبطة بالجينات والتمثيل الغذائي، مما يعني أن النتائج التي تم الحصول عليها من النماذج الحيوانية لا يمكن أن تتكيف تمامًا مع البشر.

تقول الدكتورة مرعي:" تهدف دراستي إلى استخدام الخلايا الجذعية البشرية لـهندسة "طُعم وعائي ثلاثي الأبعاد" من خلال هندسة الأنسجة، وهو مجال ناشئ مثير للاهتمام يجمع بين استخدام المواد الحيوية والخلايا لاستعادة أو الأنسجة التالفة أو إصلاحها".

تتابع:" الطريقة التي نحاول بها القيام بذلك هي عن طريق حث التجميع الذاتي للخلية لتشكيل طعم وعائي ثلاثي الأبعاد. بمجرد الانتهاء من ذلك، سيتم استخدام هذا النوع من الخلايا لاختبار تأثيرات أدوية القلب والأوعية الدموية المعروفة للتحقق من صحة النظام".

وفقًا للدكتورة مرعي، فإن استخدام أنظمة الاستزراع ثلاثي الأبعاد سوف يسد الفجوة في طرق اختبار الأدوية الحالية. من المتوقع أن تحاكي هذه الأنظمة الظروف الفسيولوجية في الجسم بشكل أقرب بكثير من الأنظمة ثنائية الأبعاد المستخدمة حاليًا، مما يسمح بفهم أفضل للأمراض والأدوية.

تضيف الدكتورة مرعي:" نظرًا لأنه يمكن عزل الخلايا الجذعية عن المريض، يمكن أيضًا استخدامها لتطوير نماذج اختبار الأدوية الشخصية مما يجعلها موردًا محتملًا للطب الشخصي".

تقول الدكتورة مرعي إنها تعتبر نفسها "باحثة متطورة من خلال الدعم الذي يقدّمه الصندوق القطري لرعاية البحث العلمي"، حيث كانت أول تجربة لها في البحث العلمي خلال سنوات دراستها الجامعية، عبر مشاركتها في برنامج خبرة الأبحاث للطلبة الجامعيين بتمويل من الصندوق القطري لرعاية البحث العلمي. لقد ترك ذلك تأثيرًا كبيرًا بشكل غير متوقع. قبل البدء في ذلك، لم أكن أعرف حتى ما تعنيه الأبحاث الطبية الحيوية، بعد ذلك - كنت واثقة تمامًا أن البحث الطبي الحيوي هو المهنة التي أريد التخصص بها. "

وبدعم من برنامج قطر للريادة في العلوم التابع للصندوق القطري لرعاية البحث العلمي، تابعت الدكتورة مرعي تعليمها بعد التخرج في كلية إمبريال كوليدج في لندن. يحظى منصبها الحالي بدعم من برنامج منحة أبحاث ما بعد الدكتوراه التابع للصندوق القطري لرعاية البحث العلمي. وتختتم الدكتورة مرعي: "هذا الدعم يجعلني أشعر بالمسؤولية، لكنه بالتأكيد أمرًا إيجابيًا، يدفعني للقيام بالمزيد كل يوم".