تتيح الخلايا البالغة التي عادت إلى خلايا جذعية تحقيق عدد لا يحصى من التقدم المتزامن في العديد من مجالات الطب المختلفة. وقد تحدثنا عن بعضها في السنوات الأخيرة في موقع هيدان، ومنها: خلايا القلب وخلايا بيتا في البنكرياس لدى مرضى السكري
إذا كان هناك موضوع غير مفاجئ في اختياره للفوز بجائزة نوبل، فهو موضوع الخلايا الجذعية المستحثة. لقد اعتدنا جميعاً أن نسمع عن الخلايا الجذعية الجنينية، وهو الموضوع الذي تصدر عناوين الأخبار عندما وقع الرئيس بوش على أمر تنفيذي يحظر التمويل الفيدرالي للأبحاث التي تتناول هذه الخلايا.
وافقت محكمة فيدرالية مؤخرًا على استمرار التمويل الفيدرالي لأبحاث الخلايا الجذعية الجنينيةكما وقع الرئيس أوباما عند دخوله البيت الأبيض، لكن المفاجأة كانت أن نجد بين الملتمسين الذين طالبوا بمنع التمويل أيضًا علماء - أولئك الذين يتعاملون مع الخلايا الجذعية البالغة والخلايا الجذعية المستحثة.
الفرق بين الخلايا الجذعية الناضجة والخلايا الجذعية المستحثة بسيط. الخلايا الجذعية الناضجة هي خلايا توجد في نخاع العظم وبعض الأنسجة في الجسم ويمكن أن تتطور إلى مجموعة متنوعة من الخلايا - بعضها إلى أنواع مختلفة من خلايا الدم، والبعض الآخر - إلى أنواع مختلفة من الخلايا، ولكن لا يمكن لهذه الخلايا أن تصبح أي خلية ولكن فقط إنهاء التمايز الذي بدأوه، من ناحية أخرى، الخلايا الجذعية المستحثة هي خلايا طبيعية، ومن المقبول عمومًا أخذ خلايا الجلد التي تعد أكثر الخلايا التي يمكن الوصول إليها في الجسم، وإعادة برمجتها بحيث تصبح نوعًا من الجذع وهي خلايا يمكن أن تصبح أي خلية أو نسيج في الجسم، تماما مثل الخلايا الجذعية الجنينية وعلى النقيض من الخلايا الجذعية البالغة التي تكون محدودة في قدرتها على التمايز.
الحياة - رحلة نحو التخصص الزائد
لقد تطورنا جميعًا من خلايا البويضة المخصبة. خلال الأيام الأولى بعد الحمل، يتكون الجنين من خلايا غير ناضجة، كل منها لديها القدرة على التطور إلى أنواع الخلايا التي تشكل الكائن البالغ. وتسمى هذه الخلايا بالخلايا الجذعية متعددة القدرات. وفي التطور الإضافي للجنين، تصبح الخلايا خلايا عصبية وخلايا عضلية وخلايا كبد وجميع أنواع الخلايا الأخرى - كل منها متخصصة ولها مهمة محددة في الجسم البالغ. وكان يُعتقد سابقًا أن هذه الرحلة من خلية غير ناضجة إلى خلية متخصصة هي رحلة ذات اتجاه واحد. وكان التفسير هو أن التغييرات في الخلية تتم أثناء النضج ولم تعد هناك القدرة على إعادة الخلية إلى مرحلتها غير الناضجة - متعددة القدرات.
الضفادع تقفز إلى الوراء في التنمية
جون ب. تحدى جوردون وجهة النظر السائدة بأن الخلايا المتخصصة ملتزمة بشكل لا رجعة فيه بمصيرها. وافترض أن الجينوم ربما لا يزال يحتوي على جميع المعلومات اللازمة لتحديد تطور جميع أنواع الخلايا المختلفة في الكائن الحي. وفي عام 1962 اختبر الفرضية عن طريق استبدال نواة الخلية في بيضة ضفدع مخصبة بنواة خلية من أمعاء ضفدع بالغ. تطورت البيضة إلى ضفدع مستنسخ. وفي تجارب أخرى نجح في تطوير ضفادع بالغة. لم تفقد نواة الخلية الناضجة القدرة على استخلاص تطور كائن كامل وفعال.
قوبل اكتشاف جوردون الرائد بالتشكيك في البداية، ولكن تم قبوله عندما تم تأكيده من قبل علماء آخرين تمكنوا من تكراره. بدأ بحثًا مكثفًا وتم تطوير الطريقة، مما أدى في النهاية إلى استنساخ الثدييات (أشهرها النعجة دوللي). أظهرت لنا دراسات جوردون أن نواة الخلية البالغة المتخصصة يمكن أن تعود إلى الحالة متعددة القدرات. لكن تجربته تضمنت إزالة نواة الخلية باستخدام الماصات ونقلها إلى خلايا أخرى، فهل من الممكن إعادة الخلية بأكملها إلى حالة الخلية الجذعية متعددة القدرات؟
رحلة ذهابًا وإيابًا - تتحول الخلية البالغة إلى خلية جذعية؟
تمكن شينيا ياماناكا من الإجابة على هذا السؤال في إنجاز حققه بعد أكثر من 40 عامًا من اكتشاف جوردون. تناولت أبحاثه الخلايا الجذعية الجنينية، أي الخلايا متعددة القدرات المعزولة من الجنين والتي تمت زراعتها في المختبر. تم عزل هذه الخلايا الجذعية لأول مرة من الفئران بواسطة مارتن إيفانز (الحائز على جائزة نوبل عام 2007)، وحاول ياماناكا العثور على الجينات التي تبقيها غير ناضجة. وعندما تم تحديد العديد من هذه الجينات، اختبر ما إذا كان أي منها يمكنه إعادة برمجة الخلايا الناضجة وتحويلها إلى خلايا جذعية متعددة القدرات.
قام ياماناكا وشركاؤه بإدخال هذه الجينات في مجموعات مختلفة إلى خلايا ناضجة من الأنسجة الضامة - الخلايا الليفية، وفحصوا النتيجة تحت المجهر. لقد وجدوا أخيرًا مزيجًا ناجحًا، وكانت الوصفة بسيطة جدًا بشكل مدهش. ومن خلال دمج أربعة جينات معًا، تمكنوا من إعادة برمجة الخلايا الليفية إلى خلايا جذعية غير ناضجة.
وتسمى النتيجة الخلايا الجذعية المستحثة متعددة القدرات (iPS) التي يمكن أن تتطور إلى أي خلية مثل الخلايا الليفية والخلايا العصبية والخلايا المعوية. تم نشر اكتشاف إمكانية إعادة برمجة الخلايا الناضجة إلى خلايا متعددة القدرات في عام 2006، واعتبر على الفور إنجازًا مهمًا.
من اكتشاف مفاجئ للاستخدام الطبي
أظهرت اكتشافات جوردون وياماناكا أن الخلايا المتخصصة يمكنها عكس ساعة النمو في ظل ظروف معينة. على الرغم من أن الجينوم الخاص بهم يخضع لتغيرات أثناء التطور، إلا أن هذه التغييرات ليست لا رجعة فيها. لقد اكتسبنا منظورًا جديدًا حول تطور الخلايا والكائنات الحية.
أظهر الباحثون في السنوات الأخيرة أن الخلايا الجذعية المحفزة متعددة القدرات يمكن أن تصبح خلايا مختلفة في الجسم. كما يوفر هذا الاكتشاف أدوات جديدة للعلماء في جميع أنحاء العالم، وأدى إلى التطور في العديد من مجالات الطب. ويمكن أيضًا استخدام الخلايا الجذعية المحفزة متعددة القدرات – الخلايا الجذعية المستحثة – في البشر.
ويمكن أخذ خلايا الجلد من المرضى الذين يعانون من أمراض خطيرة، وإعادة برمجتها واختبارها في المختبر لمعرفة مدى اختلافها عن الخلايا السليمة. تتيح هذه الخلايا تطوير أدوات قيمة لفهم آليات المرض وتوفر فرصًا جديدة لتطوير تقنيات الشفاء.
جوردون: الهدف: توفير خلايا بديلة للقلب والدماغ من خلايا الجلد أو الدم
السير جون ب. ولد جوردون (جوردون) عام 1933 في ديبنهال في بريطانيا العظمى. حصل على الدكتوراه من جامعة أكسفورد عام 1960 وكان زميلًا لما بعد الدكتوراه في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا. التحق بجامعة كامبريدج عام 1972 وعمل أستاذًا لبيولوجيا الخلية ورئيسًا لكلية المجدلية. يشغل حاليًا منصب رئيس معهد جوردون في كامبريدج. وفي هذا الإطار وصف بحثه بأنه: "محاولة لإيجاد طرق للحصول على خلايا جنينية من خلايا شخص بالغ.:
"الهدف النهائي هو توفير خلايا بديلة لكل نوع من الخلايا من الخلايا التي يسهل الحصول عليها لدى الشخص البالغ. على سبيل المثال، نود إيجاد طرق للحصول على خلايا قلب أو دماغ بديلة من خلايا الجلد أو خلايا الدم."
ولدت شينيا ياماناكا في أوساكا باليابان عام 1962. حصل على الدكتوراه عام 1987 في جامعة كوبي وتدرب كجراح عظام قبل أن ينتقل إلى الأبحاث الأساسية. حصل ياماناكا على الدكتوراه من جامعة أوساكا عام 1993. ثم عمل في معهد جلادستون في سان فرانسيسكو ومعهد نارا للعلوم والتكنولوجيا في اليابان. ياماناكا حاليا أستاذ في جامعة طوكيو وزميل في معهد جلادستون.
تعليقات 6
ولا شك أن هذه الدراسات تستحق الجائزة. وكان من الواضح أن ياماناكا سيحصل على جائزة نوبل. والسؤال الوحيد كان متى. ومن الجدير بالذكر أننا، بالطبع، ما زلنا لا نعرف كيفية فرز الخلايا الجذعية الجنينية أو المستحثة إلى جميع أنواع الخلايا الموجودة، وبالتأكيد عدم إنشاء أعضاء معقدة منها. لقد تمكنوا بالفعل من فرز الخلايا الجذعية المستحثة إلى خلايا عصبية، وخلايا دم، والمزيد. وحسب ما أذكر، تمكن الباحثون في إسرائيل أيضًا من تكوين أنسجة خلايا القلب النابضة.
وفيما يتعلق بالمساهمة في الأبحاث الطبية، فقد تم بالفعل إجراء العديد من الدراسات في السنوات الأخيرة باستخدام الخلايا الجذعية المستحثة. الجزء الجميل هو أنه يمكنك أخذ خلايا ناضجة ومصنفة من مريض يعاني من بعض الأمراض (عادةً أمراض تحتوي على بعض المكونات الوراثية)، وإعادة برمجتها لتلقي الخلايا الجذعية المستحثة، ثم إعادة فرزها في الاتجاه ذي الصلة (على سبيل المثال، إلى الخلايا العصبية إذا كان مرضاً يؤدي إلى إتلاف الخلايا العصبية أو خلايا الدم ونحو ذلك). وبهذه الطريقة، يمكن مراقبة تطور المرض في الخلايا في المزرعة أو في الفئران، بطريقة مريحة للغاية ومنضبطة.
فيما يتعلق باستخدام الخلايا الجذعية المستحثة للشفاء، فمن المحتمل أن يستغرق الأمر بضع سنوات أخرى. والجميل في الأمر من هذا المنطلق هو أنه يمكن أخذ الخلايا الناضجة من المريض نفسه، وإنتاج خلايا جذعية مستحثة منها، وتصحيح المشكلة في زراعة الخلايا (خارج الجسم)، ثم فرزها مرة أخرى في الاتجاه المطلوب، وزرعها في المريض . هذه هي الطريقة التي "تتجاوز" بها الحاجة إلى العثور على متبرع ومطابقة الأنسجة (لأن المتبرع هو في الواقع المريض نفسه). وقد حقق إنجاز كبير في هذا الصدد الباحث الإسرائيلي يعقوب حنا، خلال فترة ما بعد الدكتوراه في الولايات المتحدة الأمريكية عام 2007 (مع باحث يدعى رودولف جانيش). لقد قاموا بتخليق خلايا جذعية مستحثة من فئران مصابة بمرض وراثي في الدم (الثلاسيميا إذا كنت أتذكر بشكل صحيح)، وقاموا بتصحيح الخلل الوراثي في الخلايا، وفرزوها لتكوين خلايا جذعية في نظام الدم (ما هو موجود في نخاع العظام) وزرعوها مرة أخرى في الخلايا الجذعية. الفئران - التي تعافت من المرض.
باختصار، إنه مجال مثير للاهتمام وواعد حقًا، سواء من الناحية البحثية أو الطبية.
حبيبي - قصة الشعر ليست ذات صلة على الإطلاق، من جهتي، سواء كانت شعرًا مثلجًا أو مصبوغًا - فإن الاكتشاف ذاته يسبب تأخيرًا كبيرًا. بالمناسبة، سمعت عنها بالأمس في الأخبار، وما زلت لا أفهم كيف لا يتم الحديث عنها أكثر فأكثر لأنها إنجاز مثير (على الأقل في رأيي غير المهني).
نعم سيكثر في العالم أمثاله الذين يعملون في البناء والإنقاذ وليس في الخراب والدمار.
إذا كان يستطيع السير في الشارع بقصة شعره هذه دون أن يتعرض للضرب، فيجب عليه أيضًا الحصول على جائزة نوبل للسلام.