واكتشف علماء المعهد الآلية المسؤولة عن موت بعض الخلايا الجرثومية التي تتكون منها الخلايا المنوية
لإنقاذ الحياة، تحتاج أحيانًا إلى معرفة أكبر قدر ممكن عن الموت، وخاصة موت الخلايا. على سبيل المثال، ينشط العلاج الكيميائي للسرطان برنامج موت خلوي يسمى موت الخلايا المبرمج. ولكن إذا كانت الآلية الجزيئية لموت الخلايا المبرمج معيبة، أو إذا تعلمت الخلايا السرطانية تجنب تنشيط موت الخلايا المبرمج، وهو ما يحدث غالبًا، يتوقف العلاج الكيميائي عن كونه مفيدًا. ولذلك فإن اكتشاف علماء معهد وايزمان للعلوم، أن هناك مسار موت بديل طبيعي في الخلايا الجرثومية، قد يقدم مساهمة مهمة في تطوير علاجات منقذة للحياة في المستقبل.
اكتشف الدكتور إيلي أرما والمتدرب الأول الدكتورة كارين ياكوفي شارون، مع طالب البحث يوفال نامدير، وجميعهم من قسم الوراثة الجزيئية، الآلية المسؤولة عن موت بعض الخلايا الجرثومية - التي تتكون منها خلايا الحيوانات المنوية -. في خصية ذبابة الفاكهة البالغة. يتم إنشاء خلايا الحيوانات المنوية بطريقة إسراف على ما يبدو، وربما يكون ذلك لغرض مراقبة الجودة: يتم إنشاء العديد من الخلايا الجرثومية باستمرار، ولكن الكثير منها يموت. وتتبع العلماء موت هذه الخلايا في حيوان ذبابة الفاكهة، وتمكنوا بذلك من معرفة آلية الموت بالتفصيل.
في الخطوة الأولى، أدرك العلماء أن الأمر لم يكن موت الخلايا المبرمج، وهو النوع الأكثر شيوعًا لموت الخلايا. لقد أظهروا أن الكاسبيزات - الإنزيمات المدمرة التي تنفذ موت الخلايا المبرمج - لا تشارك في موت الخلايا الجرثومية.
في وقت لاحق، حدد العلماء الخصائص الهيكلية لموت الخلايا الجرثومية: على غرار موت الخلايا المبرمج، تتقلص الخلية بأكملها ونواتها، ويصبح الحمض النووي مجزأ. لكن السمات الأخرى لموت الخلايا المبرمج لا تظهر. بالإضافة إلى ذلك، على عكس موت الخلايا المبرمج، تتدهور مناطق بأكملها من الخلية، وتظهر الميتوكوندريا، وهي العضيات المسؤولة عن إنتاج الطاقة في الخلية، مشوهة.
اكتشف العلماء أن الميتوكوندريا تلعب دورًا رئيسيًا في موت الخلايا الجرثومية: في هذه العضيات، يتم تنشيط جين يسمى htrA2 (يُسمى أيضًا أومي)، والذي ينتج إنزيمًا مدمرًا من نوع البروتياز. وتشير حقيقة وجود هذا الجين في كائنات مختلفة، من البكتيريا إلى الثدييات، إلى أن نتائج البحث الذي أجري في معهد وايزمان على ذبابة الفاكهة قد تكون ذات صلة بالبشر أيضًا. عنصر آخر في موت الخلايا الجرثومية هو عضية تسمى الليزوزوم، وهي نوع من "المعدة" الحمضية للخلية، والتي تحتوي على إنزيمات تعمل على تفكيك النفايات الخلوية. في أنواع معينة من موت الخلايا، تتسرب الليزوزومات إلى داخل الخلية، وبالتالي يمكن أن تساهم في تدمير الخلية.
لماذا تحتاج الخلية إلى آلية موت بديلة؟ أحد التفسيرات المحتملة هو أن أسماء الخلايا الجرثومية أقدم من الناحية التطورية. ويدعم هذا الرأي، من بين أمور أخرى، وجود مسار موت مشابه لموت الخلايا الجرثومية في الزهور والخمائر أيضًا. أيضًا، في الكائنات متعددة الخلايا، تؤدي الكاسبيزات وظائف أخرى لا تتعلق بموت الخلايا، مما يدعم الاعتقاد بأن مسار موت الخلايا المبرمج ربما يكون آلية أصغر تطوريًا.
قد تكون المعرفة المتعمقة بآلية موت الخلايا الجرثومية مهمة في عدة جوانب. على سبيل المثال، يمكن أن يساعد في فهم عملية تكوين سرطان الخصية، حيث تتكاثر الخلايا الجرثومية في الخصيتين دون قيود. وعلى مستوى أكثر عمومية، قد تساعد مثل هذه الدراسات في تطوير عقاقير مضادة للسرطان تقتل الخلايا من خلال آلية مختلفة تماما ــ وبالتالي تساعد في التغلب على مقاومة الأدوية التي تتطور في بعض الأحيان بعد المزيد من العلاج الكيميائي الروتيني.
