Peptide screening enables optimised biofunctional hydrogels for cultivated meat tissue engineering

تخيل أنك تحاول خبز شريحة لحم مثالية في مختبر دون استخدام بقرة. هذا هو هدف "اللحوم المستزرعة": إنشاء أنسجة عضلية حقيقية صالحة للأكل بطريقة رحيمة بالحيوانات وصديقة للكوكب. ولكن هناك عقبة كبيرة: الخلايا العضلية متطلبة للغاية؛ فهي تحتاج إلى "منزل" محدد للغاية لتنمو وتتمدد وتندمج معاً في الألياف التي تمنح اللحم قوامه.

في عالم اللحوم المستزرعة مخبرياً، يستخدم العلماء "سقالة" (هيكلاً ثلاثي الأبعاد) لتثبيت الخلايا، تماماً كما تثبت التعريشةات النباتات المتسلقة. وأحد المواد الشائعة لهذا الهيكل هو الألجينات، وهي مادة هلامية مستخرجة من الأعشاب البحرية. إنها رخيصة، وآمنة للأكل، وتمتلك درجة المرونة والقدرة على التمدد المناسبة. ومع ذلك، هناك مشكلة: الألجينات تشبه جداراً زجاجياً أملس وزلقاً؛ فبينما يحافظ على الشكل، لا تستطيع الخلايا العضلية التشبث به، بل تنزلق عنه بسهولة، مما يجعلها غير قادرة على الالتصاق أو النمو أو التحول إلى الأنسجة العضلية التي نحتاجها.

ولحل هذه المشكلة، عامل الباحثون الألجينات كأنها لوحة بيضاء وحاولوا "طلاءها" بـ "قصاصات ملاحظات" صغيرة تسمى الببتيدات. هذه الببتيدات هي قطع قصيرة من البروتينات تعمل مثل مقابض الأبواب، حيث تدعو الخلايا للتمسك بها والبقاء في مكانها.

قام الفريق ببناء آلة اختبار عالية السرعة (منصة فحص) لتجربة مئات التشكيلات المختلفة من هذه القصاصات اللاصقة على أسطح مسطحة. فكر في الأمر كأنه حدث "تعارف سريع" بين الخلايا والمواد، حيث يكتشفون بسرعة أي الثنائيات تؤدي إلى أفضل "مصافحة".

إليك ما اكتشفوه:

• البساطة هي الفوز: اختبروا خلطات معقدة تحتوي على ما يصل إلى سبعة أنواع مختلفة من القصاصات اللاصقة، آملين أن يؤدي نهج "كل شيء في المزيج" إلى أفضل نتيجة. وبدلاً من ذلك، وجدوا أن نوعين محددين فقط من هذه القصص هما من يصنعان السحر.
• الفائزون: تم تصميم هذين الفائزين لمحاكاة البروتينات الطبيعية الموجودة في الجسم (تحديداً الفايترونيكتين والفيبترونيكتين). لقد احتوى هذان النوعان على رمز محدد يسمى RGD تعشقه الخلايا العضلية البقرية بشدة.
• النتيجة: عندما مُنحت الخلايا هذين الرمزين (RGD) تحديداً، لم تكتفِ بالالتصاق فحسب، بل ازدهرت واندمجت معاً وبدأت في بناء الأنسجة العضلية بشكل أفضل بكثير مما فعلت مع الخلطات المعقدة.

باختاً، تُظهر الورقة البحثية أنك لست بحاجة إلى وصفة معقدة لجعل سقالات اللحوم المستزرعة تعمل. فمن خلال استخدام نظام اختبار ذكي، وجدوا أن إضافة نوعين بسيطين ومحددين من "المواد اللاصقة" إلى سقالة مستخرجة من الأعشاب البحرية هي الطريقة الأكثر فعالية لمساعدة خلايا العضلات البقرية على الالتصاق والنمو وتكوين الأنسجة اللازمة للحوم المستزرعة. وهذا يوفر مساراً واضحاً وفعالاً نحو بناء لحوم أفضل وأكثر استدامة في المستقبل.