مصل الأبقار الجنيني

يُعدّ مصل دم الأبقار الجنيني ( FBS ) أكثر مكملات المصل استخدامًا في زراعة الخلايا حقيقية النواة في المختبر . ويُستخدم على نطاق واسع في البحوث الطبية الحيوية، وتطوير الأدوية، والتصنيع الحيوي، نظرًا لقدرته على دعم أنواع مختلفة من الخلايا. ^{[ 1 ]} ويعود ذلك إلى انخفاض مستوى الأجسام المضادة فيه، واحتوائه على نسبة عالية من عوامل النمو ، مما يتيح تنوعًا كبيرًا في تطبيقات زراعة الخلايا. ويُستخلص مصل دم الأبقار الجنيني من دم الجنين البقري عبر نظام جمع مغلق في المسلخ .

يُعدّ بروتين الألبومين البقري (BSA) الكروي مكونًا رئيسيًا في مصل دم الجنين البقري. ويلعب دورًا حاسمًا في الحفاظ على التوازن الأسموزي ونقل الجزيئات داخل وسط الاستنبات. وإلى جانب BSA، يُعدّ مصل دم الجنين البقري مصدرًا غنيًا بعوامل النمو والالتصاق، والدهون، والهرمونات، والمغذيات، والإلكتروليتات الضرورية لدعم نمو الخلايا في المزارع الخلوية. ويُضاف عادةً إلى وسط الاستنبات الخلوي الأساسي، مثل DMEM أو RPMI ، بتركيز يتراوح بين 5 و10%.

نظرًا لكونه منتجًا بيولوجيًا، فإن مصل الجنين البقري (FBS) ليس مكونًا محددًا تمامًا في الوسط الغذائي، ولذلك يختلف تركيبه بين الدفعات. ^{[ 2 ]} ونتيجةً لذلك، وسعيًا لتقليل احتمالية انتقال العوامل الممرضة الدخيلة، تم تطوير أوساط غذائية خالية من المصل ومحددة كيميائيًا (CDM). مع ذلك، فإن فعالية الأوساط الخالية من المصل محدودة، إذ لا تزال العديد من سلالات الخلايا تتطلب المصل للنمو، كما أن العديد من تركيبات الأوساط الخالية من المصل لا تدعم إلا نمو أنواع محددة بدقة من الخلايا. ^{[ 3 ]}

يُعدّ مصل الدم الجنيني البقري (FBS) منتجًا ثانويًا لصناعة اللحوم . وكما هو الحال مع الغالبية العظمى من مصل الحيوانات المستخدم في زراعة الخلايا، يُنتج مصل الدم الجنيني البقري من دم يتم جمعه في المسالخ التجارية من الأبقار التي تُستخدم أيضًا في إنتاج اللحوم المخصصة للاستهلاك البشري. ^{[ 4 ]}

تتمثل المرحلة الأولى من عملية إنتاج مصل دم الجنين البقري (FBS) في جمع الدم من الجنين البقري بعد ذبحه. يموت الجنين نتيجة نقص الأكسجين ببقائه في بيئة الرحم الواقية لمدة لا تقل عن 15-20 دقيقة بعد نفوق البقرة. ^{[ 5 ]} الطريقة المعتادة لجمع الدم هي بزل القلب. يقلل هذا من خطر تلوث المصل بالكائنات الدقيقة من الجنين نفسه أو من البيئة المحيطة، مع زيادة حجم الدم المجموع. يُنقل الدم المجموع بعد ذلك إلى وعاء معقم أو كيس دم، حيث يُترك ليتخثر بشكل طبيعي قبل إجراء المزيد من المعالجة. تفصل عملية التخثر المكونات الخلوية عن المصل، منتجةً سائلاً صافياً بلون القش. ^{[ 1 ]} يُجمد المصل قبل إجراء المزيد من المعالجة اللازمة لجعله مناسباً لزراعة الخلايا. ^{[ 6 ]}

تتضمن المرحلة الثانية من المعالجة الترشيح، وعادةً ما يتم ذلك باستخدام سلسلة ترشيح تنتهي بثلاث مرشحات غشائية معقمة بمسام 0.1 ميكرون . يخضع مصل الدم الجنيني البقري المُعقّم لاختبارات صارمة لمراقبة الجودة، ويُرفق به شهادة تحليل مفصلة. تُقدم الشهادة نتائج الاختبارات كاملةً ومعلومات حول مصدر المصل. تختلف شهادات التحليل بين الموردين التجاريين، ولكنها عادةً ما تتضمن التفاصيل التالية: بيان الترشيح، بلد جمع الدم، بلد التصنيع، اختبار أداء نمو الخلايا، اختبار التعقيم الميكروبي، بالإضافة إلى فحص الميكوبلازما والفيروسات، والسموم الداخلية، والهيموجلوبين ، وإنزيم غاما غلوتاميل ترانسفيراز IgG ^{[ 7 ]} ، واختبارات البروتين الكلي . قد يتم أيضًا فحص مصل الدم الجنيني البقري لتحديد بلد جمعه. ^{[ 8 ]}

أُثيرت تساؤلات أخلاقية حول عملية جمع الدم نظرًا للمعاناة المحتملة التي قد يتعرض لها الجنين. وقد دار نقاش حول مخاوف تتعلق بمعاناة الجنين، والمعاملة الإنسانية، والشفافية في عملية الجمع. ^{[ 1 ]} وقد نشرت الرابطة الدولية لصناعة الأمصال (ISIA) منشورات ^{[ 9 ] [ 10 ]} تُفصّل اللوائح والإجراءات المُتبعة لضمان جمع المصل بطريقة أخلاقية. ورغم أن ذبح الأم والوقت الذي يمر خلال عملية الذبح قبل جمع المصل قد يُفقد الجنين وعيه أو يُؤدي إلى موته قبل جمع المصل، فقد طُرحت فرضية مفادها أن تعريض العجول الحية غير المولودة للأكسجين قد يُعيد إليها وعيها قبل ذبحها، مما أدى إلى جدل واسع حول أخلاقيات جمع المصل. ^{[ 11 ] [ 12 ]} وبينما تُقرّ الرابطة الصناعية بوجود مخاوف لدى بعض المنظمات، فإنها تُؤكد أن جميع عمليات جمع المصل تتم تحت إشراف بيطري في مسالخ مُسجلة تخضع لرقابة السلطة المختصة في بلد الجمع. ومن أبرز المخاوف الآثار الأخلاقية المترتبة على استخدام دم العجول غير المولودة. على الرغم من أن المصل يزيد من إنتاج الكيسة الأريمية ، إلا أنه يحتوي على عوامل قد تؤثر على مثيلة الحمض النووي وتسبب فرط نمو الجنين، مما يعيق نموه الطبيعي ويؤدي إلى ولادة ذرية ضخمة غير قابلة للحياة نتيجة ارتفاع مستويات النيتروجين القابل للتحلل في الكرش في غذاء الأم وزراعة الخلايا الجسدية المشتركة ، وهو ما قد يؤدي إلى متلازمات وراثية، مثل متلازمة النسل الكبير (LOS)، التي تسبب أيضًا نقص سكر الدم، وتضخم الأعضاء واللسان، وولادة جنين ميت، والإجهاض. تشمل المخاطر التقنية الأخرى مكونات غير محددة (مما يؤدي إلى اختلافات بين الدفعات)، واحتمالية التلوث (مثل الميكوبلازما والفيروسات)، والتكاليف الباهظة. ولمنع ذلك، يُنصح بتقليل استخدام المصل أو الاستغناء عنه تمامًا، واستخدام أوساط خالية من المصل محددة التركيب الكيميائي، مما يساعد على تقليل المخاطر.

يتوفر مصل دم الأبقار الجنيني تجاريًا من العديد من الشركات المصنعة، ونظرًا لحساسية الخلايا المزروعة في المختبر، يختبر العملاء عادةً دفعات محددة للتأكد من ملاءمتها لنوع خلاياهم. عند الانتقال من دفعة إلى أخرى، من المعتاد تكييف الخلايا مع الدفعة الجديدة من المادة، على سبيل المثال، عن طريق خلط 50% من المصل القديم مع 50% من المصل الجديد والسماح للخلايا بالتأقلم مع المادة الجديدة.

يُحفظ المصل مُجمداً للحفاظ على استقرار مكوناته، مثل عوامل النمو. عند إذابة المصل، قد يُلاحظ وجود بعض الرواسب. هذه ظاهرة طبيعية، ولا تؤثر على جودة المصل بأي شكل من الأشكال. يمكن إزالة هذه الرواسب بنقل المصل إلى أنابيب معقمة وفصلها بالطرد المركزي لمدة 5 دقائق عند قوة 400 × g. للحد من كمية الرواسب، يُنصح بإذابة المصل في الثلاجة عند درجة حرارة تتراوح بين 2 و8 درجات مئوية. يجب تقليب المصل بانتظام أثناء هذه العملية. ينبغي تجنب دورات التجميد والإذابة المتكررة، ويُستحسن تقسيم المصل إلى حصص للاستخدام الفردي قبل تجميده. ^{[ 13 ]}

يخضع المصل المُنتَج للاستخدام في صناعة التكنولوجيا الحيوية وقطاعات البحث العلمي لرقابة صارمة. كما تخضع عملية جمع ونقل جميع المنتجات المشتقة من الحيوانات على مستوى العالم لرقابة دقيقة. وتلتزم الرقابة البيطرية على هذه المنتجات إلى حد كبير باللوائح التي وضعها الاتحاد الأوروبي (المديرية العامة للصحة والسلامة الغذائية) والولايات المتحدة (وزارة الزراعة الأمريكية). أما اللائحة الحالية التي تنظم استيراد المنتجات الثانوية الحيوانية إلى الاتحاد الأوروبي فهي اللائحة (الاتحاد الأوروبي) 1069/2009 ووثيقة التنفيذ الخاصة بها، اللائحة (الاتحاد الأوروبي) 142/2011.

يُعد FBS منتجًا يتم جمعه في جميع أنحاء العالم، وتتركز عمليات الجمع الرئيسية في الولايات المتحدة وأستراليا ونيوزيلندا وكندا وأمريكا الوسطى وأمريكا الجنوبية وأوروبا.

تشير تقديرات مصدر يعود لعام 2012 إلى إنتاج حوالي 600,000 لتر من مصل دم الجنين البقري (FBS) سنويًا، ثلثها مناسب للاستخدامات الصيدلانية وفقًا لممارسات التصنيع الجيدة . ويتطلب إنتاج لتر واحد من المصل من جنين واحد إلى ثلاثة أجنة. ^{[ 14 ]} وفي عام 2018، قُدّر الإنتاج السنوي لمصل دم الجنين البقري بـ 800,000 لتر. ^{[ 15 ]} ويُقدّر أن 200,000 لتر من هذا الإنتاج تُنتج في الولايات المتحدة. ^{[ 16 ]} ولا يزال الطلب على مصل دم الجنين البقري مرتفعًا نظرًا لدوره المحوري في أبحاث المستحضرات الصيدلانية الحيوية وإنتاج اللقاحات، على الرغم من تزايد الاهتمام بالبدائل الخالية من المصل. ومع ذلك، لا يزال المصل يُنتج بشكل شبه حصري كمنتج ثانوي، إذ لا يُعدّ تربية الماشية خصيصًا لإنتاج المصل أمرًا مجديًا اقتصاديًا. ويبلغ سعر لتر واحد من مصل دم الجنين البقري في السوق حوالي 250 دولارًا أمريكيًا. ^{[ 14 ]} وتستمر تقلبات السوق والسياسات التنظيمية والاعتبارات الأخلاقية في التأثير على اتجاهات الإنتاج والتسعير في جميع أنحاء العالم. ^{[ 17 ]}

تشمل البدائل المقترحة لبرنامج FBS ما يلي:

• السائل العيني البقري ، وهو أيضاً منتج ثانوي للمسالخ. يحتوي أيضاً على مجموعة متنوعة من عوامل نمو الثدييات. ^{[ 18 ]}
• السيريسين المتحلل ، وهو منتج ثانوي يتم التخلص منه عادةً في إنتاج الحرير. كما أنه يدعم نمو خلايا الجلد. ^{[ 18 ]}
• مستخلص الصفائح الدموية البشرية (HPL)، الذي يمكن إنتاجه من مخزون قديم من بنوك الدم ، يحتوي على مجموعة متنوعة من عوامل النمو الخاصة بالثدييات. ينمو النسيج الدهني البشري بشكل أفضل في مستخلص الصفائح الدموية البشرية مقارنةً بمصل الجنين البقري (FBS). ^{[ 18 ]}
• سائل التجويف الجوفي المُعطَّل حرارياً في ديدان الأرض ، والذي يعمل كـ"دم" في ديدان الأرض. غني بالعناصر الغذائية وهرمونات النمو. لا يحتوي على الفيبرونيكتين ، لذا يجب إضافة عامل الالتصاق. ^{[ 18 ]}

• وسط محدد كيميائياً

• مقدمة عن فصل مصل الأبقار الجنيني
• الرابطة الدولية لصناعة الأمصال (ISIA)