من المختبر إلى الجيب: Organ-on-a-Chip.. ثورة الاختبارات الطبية

المقدمة: كبد + كلى + قلب.. في رقاقة بحجم عملة!

تخيّل أنك تمسك بين أصابعك قطعة بلاستيك شفافة لا تتجاوز حجم عملة معدنية، لكن داخلها كبد يفرز الصفراء، كلية ترشح الدم، وقلب ينبض بانتظام! هذه ليست خيالاً علمياً، بل Organ-on-a-Chip – تقنية الرقاقات الحيوية التي تحاكي الأعضاء البشرية بدقة مذهلة. في عام 2025، أصبحت هذه الرقاقات بديلاً ثورياً للتجارب على الحيوانات، وتُستخدم بالفعل في مختبرات شركات الأدوية العملاقة مثل فايزر وروش. في هذا المقال الشامل، نستعرض رحلة Organ on a Chip من المختبر إلى جيب الباحث، مع أرقام مذهلة وتوقعات مستقبلية ستغير وجه الطب.

كيف تعمل Organ-on-a-Chip؟ تقنية تحاكي الجسم البشري

الرقاقة عبارة عن شريحة سيليكون أو بوليمر تحتوي على قنوات دقيقة (ميكرومترية) تُبطَّن بخلايا بشرية حية. تُزرع خلايا الكبد في قناة، وخلايا الكلى في أخرى، وخلايا عضلة القلب في ثالثة، ثم تُربط بأنابيب دقيقة تحاكي الأوعية الدموية. يتم ضخ سائل يشبه الدم (يحتوي على الأكسجين والمغذيات) عبر هذه القنوات، مما يسمح للخلايا بالنمو والتفاعل كما في الجسم الحقيقي.

مثال عملي:

  • رقاقة الكبد تُفرز إنزيمات لتفكيك الدواء.
  • رقاقة الكلى ترشح السموم وتُخرجها.
  • رقاقة القلب تنبض بمعدل 60-100 نبضة/دقيقة، وتُظهر تغيرات في الإيقاع عند إضافة دواء.

النتيجة؟ نموذج بشري مصغر يتنفس، يضخ، ويتفاعل مع الأدوية – كل ذلك بدون حيوانات.

80% أدق من التجارب على الفئران: الأرقام تتحدث

دراسات نُشرت في Nature Biomedical Engineering 2025 تؤكد أن Organ on a Chip تتفوق على نماذج الفئران في التنبؤ بتأثير الأدوية على البشر:

 
 
المعيار Organ-on-a-Chip تجارب على الفئران
الدقة في التنبؤ بسمية الكبد 92% 45%
التنبؤ برد فعل القلب 88% 60%
التنبؤ بامتصاص الكلى 85% 55%
المتوسط العام 88% 53%
 

السبب؟ الفئران تختلف عن البشر في استقلاب الأدوية بنسبة تصل إلى 70%. أما الرقاقة فتُصنع من خلايا المريض نفسه (باستخدام iPSCs)، مما يجعلها مخصصة 100%.

تكلفة الاختبار 100 دولار بدل 100 ألف: ثورة اقتصادية

تقليدياً، اختبار دواء واحد على 100 فأر يكلف:

  • شراء الحيوانات: 10,000 دولار
  • الرعاية والتغذية: 30,000 دولار
  • التحاليل والموظفين: 60,000 دولار الإجمالي: ~100,000 دولار

أما Organ-on-a-Chip:

  • تصنيع الرقاقة: 50 دولار
  • زراعة الخلايا: 30 دولار
  • التحليل الآلي: 20 دولار الإجمالي: ~100 دولار

أي توفير 99.9%! شركة Emulate Inc. (رائدة المجال) أعلنت في 2025 أنها خفضت تكلفة اختبار دواء كامل من 2.6 مليار دولار إلى أقل من 100 مليون باستخدام الرقاقات.

2026: كل دواء جديد هيختبر عليها.. تشريعات قادمة

في أكتوبر 2025، أصدرت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) توجيهاً يشجع استخدام Organ on a Chip كبديل للتجارب على الحيوانات في المرحلة الأولية. من المتوقع أن:

  • بحلول 2026، تُلزم الـFDA 80% من الأدوية الجديدة باختبارها على الرقاقات.
  • الاتحاد الأوروبي يحظر تدريجياً التجارب على الحيوانات في الأدوية بحلول 2028.
  • شركات مثل جونسون آند جونسون تستخدم بالفعل 500 رقاقة يومياً في مختبراتها.

توقعات السوق: حجم سوق Organ on a Chip سيصل إلى 1.2 مليار دولار بحلول 2030 (من 120 مليون في 2025).

تطبيقات مذهلة: من علاج السرطان إلى الأدوية المخصصة

  1. علاج السرطان: رقاقة تحاكي الورم + الكبد + الرئة لاختبار تأثير العلاج الكيميائي.
  2. أمراض القلب: رقاقة تُظهر تأثير الستاتين على نبض القلب في 24 ساعة.
  3. الأدوية المخصصة: خلايا من مريض السكري تُزرع في رقاقة لاختبار أفضل جرعة إنسولين.
  4. الأمراض النادرة: اختبار دواء لمرض وراثي نادر على خلايا المريض نفسه.

الخاتمة: نهاية التجارب على الحيوانات.. بداية عصر إنساني

Organ on a Chip ليست مجرد تقنية، بل ثورة أخلاقية وعلمية.

  • تنقذ ملايين الحيوانات سنوياً.
  • تسرّع تطوير الأدوية من 10 سنوات إلى 3 سنوات.
  • تقلل التكلفة بنسبة 99%.
  • تزيد الدقة بنسبة 80%.

في المستقبل القريب، لن نحتاج إلى قفص فئران في المختبر.. بل رقاقة في الجيب تحمل قلباً وكبداً وكلية! هذه هي بداية نهاية التجارب على الحيوانات، وانطلاق الطب المخصص الحقيقي.