اكتشف علماء معهد وايزمان للعلوم آلية غير عادية لموت الخلايا. وقد تؤدي النتائج إلى علاجات جديدة لمختلف الأمراض
ضربة صاعقة أو سقوط جوز الهند من الشجرة - من المستحيل الاستعداد مسبقًا لسيناريوهات الموت غير العادية. ومن ناحية أخرى، في خلايا أجسادنا، حتى سيناريوهات الموت غير المتوقعة لم تترك للصدفة. ويبدو منم من علماء معهد وايزمان للعلوم الذين كشفوا لأول مرة في أجنة الذباب عن آلية جزيئية لمسار موت الخلايا غير الطبيعي المعروف باسم "بارتاناتوس".
المسار الشائع لموت الخلايا المبرمج هو موت الخلايا المبرمج، ولكن بخلافه توجد مسارات موت أخرى. إن فهم هذه المسارات قد يسمح بعلاجات جديدة للعديد من الأمراض. على سبيل المثال، تم تصميم العلاج الكيميائي أو العلاج الإشعاعي لقتل الخلايا السرطانية من خلال موت الخلايا المبرمج، ولكن معظم الخلايا السرطانية أقل حساسية لهذا المسار وبالتالي يلزم وجود مسار الموت الالتفافي. من ناحية أخرى، في مرض باركنسون، من المستحسن منع مسار الموت البديل من النوع القوسي، حيث تشير الدراسات الحديثة إلى أن هذه هي الطريقة التي تموت بها الخلايا العصبية في هذا المرض. بارثينتوس - واسمه مشتق من ثانتوس، تجسيد الموت في الأساطير اليونانية - متورط أيضًا في السكتة الدماغية وأمراض القلب والسكري.
وقد حدد العلماء حتى الآن نحو عشرة مسارات مختلفة لموت الخلايا في مزارع الخلايا في المختبر، ولكن من الصعب معرفة أي منها يحدث بالفعل في الكائنات الحية وكيف. البروفيسور إيلي أرما انطلق قسم الوراثة الجزيئية وأعضاء مجموعته لاستكمال المعرفة المفقودة من خلال مراقبة أجنة ذبابة الفاكهة. يموت حوالي ثلث الخلايا الجرثومية المبكرة في هذه الأجنة - الخلايا التي تتكون منها خلايا الحيوانات المنوية والبويضة في الذبابة البالغة - أثناء هجرتها في الجنين النامي. الأبحاث السابقة وتبين أنهم لا يموتون نتيجة موت الخلايا المبرمج، ولكن سبب الوفاة ظل لغزا لمدة عقدين من الزمن.
في الكائنات الحية، موت الخلية هو مسألة حياة أو موت. ولهذا السبب تمتلك خلايانا ذخيرة غنية من الطرق لقتل نفسها، حيث تناسب كل طريقة احتياجات مختلفة
وللتحقق مما إذا كان هذا أحد مسارات الوفاة البديلة، قام فريق البحث بقيادة باحث ما بعد الدكتوراه د. لما ترايرا ابراهيملأن الخلايا الجرثومية لا تموت من خلال موت الخلايا المبرمج. وأظهر الباحثون أنه حتى عندما تم حظر جميع الإنزيمات السبعة التي تم تحديدها مع موت الخلايا المبرمج والتي تسمى كاسباسيس، لم يكن هناك تغيير في معدل موت الخلايا الجرثومية. من ناحية أخرى، فإن الجينات التي وُجد أنها تشارك في هذه العملية وجهت إصبع الاتهام نحو مسار موت آخر، وهو البارانثوس، والذي لم يتم توثيقه حتى الآن إلا في مزارع الخلايا أو في نماذج الفئران لأمراض مثل السكتة الدماغية.
ومن أجل التأكد من أنه باراثانتوس بالفعل، أجرت الدكتورة ترايرا إبراهيم وزملاؤها تجارب على الذباب المعدل وراثيا. استخدموا الأجسام المضادة للعثور على البروتينات التي تنتجها الجينات المحددة لبارينثيتوس، وحجبوا بعض الإشارات الجزيئية وأجروا اختبارات إضافية أكدت أن سبب الوفاة هو بالفعل مسار فريد لبارينثيتوس. سمحت هذه التجارب للعلماء بالكشف عن المسار الكيميائي الحيوي الكامل لموت الخلية وتحديد ثلاثة جزيئات رئيسية تشارك فيه: PARP-1 وAIF وإنزيم قطع الحمض النووي DNase II الذي كان مفاجأة كبيرة لأنه يوجد عادة في العضية. يسمى الليزوزوم.
ولكن لماذا تم إنشاء هذا المسار أثناء التطور؟ ولماذا "تختاره" الخلايا الجرثومية بدلاً من مسار موت الخلايا المبرمج الأكثر شيوعًا؟ يعتقد البروفيسور أرما أن الإجابة تكمن في الكاسبيزات – الإنزيمات المسؤولة عن موت الخلايا المبرمج. وقد أظهرت الدراسات التي أجريت في مختبره سابقًا أن المستوى المنخفض من نشاط الكاسبيزات هو المسؤول عن الإجراءات الأساسية التي لا تتعلق بموت الخلايا المبرمج، بما في ذلك منع هجرة الخلايا. "إذا كانت الكاسبيزات موجودة في الصورة، فإنها يمكن أن تعطل هجرة جميع الخلايا الجرثومية وتضر بنمو الجنين. وربما منع التطور ذلك عن طريق مسار موت بديل لا يتضمن الكاسبيز، أي عن طريق البارثانوس.
في الكائنات الحية، موت الخلية هو مسألة حياة أو موت. ولهذا السبب تمتلك خلايانا ذخيرة غنية من الطرق لقتل نفسها، حيث تناسب كل طريقة احتياجات مختلفة. ستشكل تفاصيل مسار الأقواس التي تم الكشف عنها في الذباب الأساس لدراسة هذا المسار البديل أيضًا في الثدييات وفي الحالات المرضية المختلفة لدى البشر. يقول الدكتور ترايرا إبراهيم: "لقد أظهرنا أن البارينثوس هي عملية موت مبرمج للخلايا تحدث في الكائنات الحية". "وهذا يعني أنه يمكن تنشيط آلياته الجزيئية في الجسم. مثل هذا التنشيط يمكن أن يتيح قتل الخلايا بشكل أكثر دقة وكفاءة من الأدوية الموجودة."
وشارك في الدراسة أليتال تشاس موريس، وغي هداري، وشارون بن هور، ود. ألينا كولباكوفا، وتسلييل براون، ود. كيرين ياكوفي شارون من قسم الوراثة الجزيئية، والدكتور يوآف بيليج من قسم البنى التحتية لأبحاث علوم الحياة.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
