هل باستطاعتك أن تنمِّي عظمَ إنسانٍ خارج الجسم البشري ؟
قد تكون الإجابة قريبًا: نعم،
لكن قبل أن نفهم كيف يكون ذلك ممكناً ،
علينا أن نفهم كيف تنمو العظام بشكل طبيعي داخل الجسم .
معظم العظام يبدأ تشكلها داخل الجنين الآخذ بالنمو كنسيج غضروفي مرن .
تقوم الخلايا المكوِّنة للعظم باستبدال الغضروف بشبكة إسفنجية دقيقة من المعادن
مؤلفة من عناصر كالكالسيوم والفوسفات.
هذه الشبكة الدقيقة تصبح أقوى ، عندما تقوم
بانيات العظم وهي خلايا متخصصة بتكوين العظم ،
بترسيب المزيد من المعادن معطيةً للعظام قوَّتها .
في حين أن الشبكة الدقيقة نفسها لا تتكون من خلايا حية ،
فإن شبكات من الأوعية الدموية والأعصاب وأنسجة حية أخرى
تنمو داخل قنوات و ممرات خاصة.
وعلى مدى هذا النمو،
فإن حشداً من بانيات العظم يعزِّز هيكلنا العظمي
الذي يحمي أعضاءنا ، يمكّننا من التحرك ،
ينتج خلايا الدم في أجسادنا ، ويقوم بمهام أخرى .
ولكن عملية البناء الأولية هذه وحدها
ليست كافية لجعل العظام قوية وفاعلة .
فإن أخذت عظماً تشكل بهذه الطريقة،
وربطته بالعضلات ،
وحاولت استخدامه لرفع وزن ثقيل ،
فغالباً سيتهشَّم تحت وطأة هذا الجهد .
هذا لا يحدث لنا عادةً
لأنَّ خلايانا تبني وتعزِّز بناء العظام بشكل ثابت
في أي مكان من الهيكل العظمي ،
وهو المبدأ الذي ندعوه بـ ( قانون وولف ) .
على أي حال ، فإن المواد الأساسية للعظام محدودة المصدر
وهذا العظم الجديد المدعِّم
يتم تشكله فقط عند توافر المواد الأساسية
لحسن الحظ فإن بانيات العظم ،
لديها نظيرتها الهادمة للعظم . "المُرممات"
تفكك هادمات العظم الشبكات الدقيقة التي لا حاجة لها باستخدام الأحماض والإنزيمات
وبذلك تصبح بانيات العظم قادرة على إضافة مادة عظمية جديدة .
من أهم الأسباب التي تحتم على رواد الفضاء التدرب باستمرار في الفضاء
هو نقص الجهد الذي يقوم به الهيكل العظمي في حالة انعدام الوزن.
كما هو منصوص عليه في قانون وولف ،
فإن هادمات العظم أكثر نشاطاً من بانيات العظم
ويتسبب هذا بخسارة في كتلة العظام وقوّتها
عندما تتعرض العظام لكسر ، فإن الجسم له قدرة عجيبة
على إعادة بنائها وكأن الكسر لم يحدث أبداً
بعض الحالات المعيّنة ، كاسئتصال ورم سرطاني
حوادث الصدمات,
والعيوب الوراثية التي تتجاوز قدرة الجسم على الإصلاح
بعض الحلول تاريخياً تضمنت ملء الفراغ الناتج بالمعادن,
عظام الحيوانات
أو أجزاء عظمية من متبرعين بشريين
ولكن لا يُعد أي من هذا حلاً مثالياً ، حيث يمكن أن يتسبب بعدوى
أو أن يتم رفضه من قبل الجهاز المناعي ،
كما لا يمكن لهذه البدائل أن تقوم بأغلب الوظائف التي يقوم بها العظم الصحيح
هناك حل مثالي يقترح إنماء عظم تم تشكيله من خلايا المريض نفسه
ويكون مُخصص بالضبط على شكل وحجم الفراغ الناجم
وهذا بالضبط ما يحاول العلماء فعله حاليًا.
انظر كيف يحدث ذلك.
أولاً ، يقوم الأطباء باستخلاص خلايا جزعية من النسيج الدهني للمريض
وإجراء تصوير طبقي محوري لتحديد الأبعاد الدقيقة للفراغ العظمي
ثم يقومون بعمل نموذج يتناسب مع شكل هذا الفراغ
إما بطابعات ثلاثية الأبعاد
أو بنحت عظام غير خلوية مأخوذة من الأبقار .
وهي عظام تم إزالة كل الخلايا الحية منها
وتبقى فقط الشبكة المعدنية الإسفنجية
ثم يقوم الأطباء بإضافة خلايا المريض الجزعية إلى هذه الشبكة
ووضعها في مفاعل حيوي
وهو جهاز يؤمن كل الظروف الحيوية الموجودة داخل الجسم .
الحرارة والرطوبة ودرجة الحموضة والدعم الغذائي
وكل الاحتياجات التي تحتاجها الخلايا الجذعية لتتحول
إلى خلايا بانيات للعظم وخلايا أخرى ،
تشكل مستعمرات في الشبكة المعدنية
وتعيد تنظيمها مع النسيج الحي
ولكن مازال هناك شيء ناقص،
هل تذكر قانون وولف ؟
العظم المصنوع يحتاج أن يتعرض لجهد حقيقي
وإلا فسيصبح ضعيفاً وهشاً
لذا يقوم المفاعل الحيوي بضخ السوائل باستمرار حول العظم ،
والضغط الناتج عن ضخ السوائل يحفّز بانيات العظم على زيادة الكثافة العظمية
ضع كل هذه الأشياء معاً ، وخلال 3 أسابيع ،
يصبح العظم الحي الحالي جاهزاً لإخراجه من المفاعل
وزرعه في جسد المريض
في حين لم يتم التأكد بعد إذا كانت هذه الطريقة يمكن تطبيقها على البشر ،
فإن العظام المنمّاة في المعامل قد تم زراعتها بنجاح في الخنازير
وحيوانات أخرى ،
والتجارب على الإنسان قد تبدأ في مطلع العام 2016 .