الصديق يجلب الصديق

تمكن علماء معهد وايزمان للعلوم من رسم خريطة لخلايا الكبد الصغيرة بمساعدة خلايا أكبر قريبة

لقد ثبت أن القول "أخبرني من هو صديقك وسأخبرك من أنت" مفيد للغاية في أبحاث الخلايا. تمكن علماء معهد وايزمان للعلوم من رسم خريطة لخلايا الكبد الصغيرة بمساعدة "أصدقائهم" - خلايا أكبر قريبة منهم. وكما ورد في المجلة العلمية Nature Biotechnology، فإن طريقة "الأصدقاء" قد تمكن من رسم خرائط لأنواع جديدة من الخلايا في الجسم، بل وتعزز إمكانية هندسة الأنسجة وتطوير أدوية جديدة في المستقبل.

يقوم العلماء عادة برسم خريطة لأنواع الخلايا في الجسم باستخدام جزيئات الحمض النووي الريبوزي المرسال (mRNA) التي تحتوي على التعليمات الجينية لبناء البروتينات. وفي دراسة سابقة، اكتشف الدكتور شالو إيتزكوفيتز من قسم البيولوجيا الجزيئية للخلية، أن خلايا الكبد التي تسمى خلايا الكبد - "العمود الفقري" الرئيسي للكبد والتي تقوم بالعمليات الحيوية مثل إزالة السموم - تنقسم إلى تسعة أنواع فرعية على الأقل، كل منها في موقع مختلف ومتخصص في أدوار معينة.

يصعب رسم خريطة لخلايا الكبد الأخرى، بخلاف خلايا الكبد، نظرًا لحجمها. على سبيل المثال، من الصعب جدًا رسم خريطة للخلايا البطانية في الكبد التي تبطن الأوعية الدموية وتربطها بخلايا الكبد. يعد رسم خرائط لهذه الخلايا أمرًا مهمًا، نظرًا لأنها ليست مجرد "هامشية"، ولكنها مسؤولة عن وظائف التحكم المهمة في الكبد. ومع ذلك، نظرًا لأنها صغيرة جدًا - أصغر بحوالي 20 مرة من خلايا الكبد - فإن الخلية الواحدة لا تحتوي على كمية كافية من الحمض النووي الريبي المرسال لتحديد موقعها وخصائصها.

من الممكن تطبيق الطريقة التي طورناها لرسم خريطة لأنواع فرعية من الخلايا الداعمة الصغيرة في الدماغ والكلى والقلب وأعضاء أخرى في الجسم، بما في ذلك، على سبيل المثال، خلايا الجهاز المناعي أو الخلايا الليفية، التي تدعم بنية الجسم. الأنسجة."

في الدراسة الجديدة، قام الدكتور إيتزكويتز وفريقه بحل هذه المشكلة عن طريق استخراج الخلايا من الكبد في أزواج - كل زوج يضم خلية بطانية واحدة وخلية خلايا الكبد المجاورة. بناءً على الدراسة السابقة، قام العلماء أولاً برسم خرائط للأنواع الفرعية من خلايا الكبد في أزواج، وبالتالي اكتشفوا أيضًا موقع الخلايا البطانية المجاورة لها.

وفي وقت لاحق، قام العلماء بإزالة عينات من الخلايا البطانية من مواقع مختلفة في الكبد وقاموا بتحليل الجينوم الخاص بها. وحدد الباحثون أكثر من 1,000 جين يتم التعبير عنها في هذه الخلايا فقط، وليس في خلايا الكبد. هذا الاكتشاف جعل من الممكن التعرف في كل زوج على جزيئات الحمض النووي الريبي المرسال التي تنتمي إلى الخلايا البطانية فقط، وليس إلى خلايا الكبد. بعد ذلك، قام العلماء بجمع مجموعات كاملة من الخلايا البطانية في مواقع مختلفة، وبالتالي وضعوا أيديهم على كمية كافية من جزيئات الحمض النووي الريبوزي الرسول، مما جعل من الممكن تحديد المظهر الجينومي لكل نوع فرعي من الخلايا البطانية. واكتشف العلماء أن التعبير عن نحو ثلث الجينات في هذه الخلايا يزيد أو يتناقص تدريجياً عند التنقل بين الأنواع الفرعية المختلفة على طول جدار الأوعية الدموية.

لقد أدى رسم خريطة للخلايا البطانية بالفعل إلى أول اكتشاف مهم. ومن المعروف أن نوعاً فرعياً من الخلايا البطانية التي تغلف وريداً كبيراً في الكبد، يعبر بمستويات عالية عن الجين المسمى Wnt، وهو المسؤول عن التحكم في الجينات المهمة في خلايا الكبد القريبة. تفاجأ العلماء عندما اكتشفوا أنه إلى جانب هذا النوع الفرعي يوجد نوع فرعي آخر: الخلايا البطانية التي تعبر عن مستويات عالية من جين Dkk3، الذي يثبط نشاط Wnt. من الممكن أن يقوم هذان النوعان الفرعيان بإرسال وإشارات بالتناوب، مما يتيح التحكم في نشاط خلايا الكبد.

"من الممكن تطبيق الطريقة التي طورناها لرسم خريطة لأنواع فرعية من الخلايا الداعمة الصغيرة في الدماغ والكلى والقلب وأعضاء أخرى في الجسم، بما في ذلك، على سبيل المثال، خلايا الجهاز المناعي أو الخلايا الليفية، التي تدعم البنية "من الأنسجة" ، يقول الدكتور إتزكويتز. وقد تساعد هذه الطريقة أيضًا الجهد البحثي في ​​إنشاء أطلس لجميع خلايا الجسم البشري، والتي يبلغ عددها حوالي 100 تريليون - 1 متبوعًا بـ 14 صفرًا.

إن رسم خرائط دقيقة لخلايا الجسم قد يعزز إمكانية هندسة الأنسجة. على سبيل المثال، يمكن استخدام أنسجة الكبد المهندسة في عمليات زرع الأعضاء بدلا من أكباد المتبرعين، أو كنظام لاختبار سمية الأدوية المختلفة، بدلا من التجارب على حيوانات المختبر. قد يساعد هذا التعيين أيضًا في مكافحة السرطان من خلال تطوير الأدوية التي تستهدف الخلايا التي تدعم الورم الخبيث. رسم خرائط لخلايا الكبد على وجه التحديد قد يعزز تطوير الأدوية لمختلف أمراض الكبد، بما في ذلك التليف.

وشارك في الدراسة الدكتور كيرين بيهار هالبيرن، روم شانهاف، الدكتور حسن مصالحة، الدكتور بياتا توت، عدي أغوزي، إيفي ماسا والدكتور أندرياس مور من قسم بيولوجيا الخلايا الجزيئية؛ البروفيسور عيدو أميت، د. كيارا مداليا، إيال ديفيد وأمير جلعادي من قسم المناعة؛ والدكتور زيف بورات من قسم البنى التحتية لأبحاث علوم الحياة.

من اليمين: د. شالو إيتزكوفيتس، د. حسن مصالحة، د. كيرين بيهار هالبيرن، آدي أغوزي