قام باحثون من معهد وايزمان بفحص عمليات تطور عضلات الوجه لدى الأجنة
في ثلاث مقالات نشرت مؤخرا في المجلة العلمية DEVELOPMENT، نشر أعضاء هذه المجموعة البحثية نتائج جديدة ومثيرة للدهشة، تشير إلى التقارب التطوري بين بعض عضلات الوجه وتطور القلب. تتطور العضلات الهيكلية وعضلة القلب من الخلايا التي تنشأ في الأنسجة الجنينية التي تسمى الأديم المتوسط. هذه مرحلة نمو مبكرة، حيث "تتخذ الخلايا الجذعية قرارًا" بشأن نوع الخلايا التي ستتمايز إليها. تسمى الخلايا في هذه المرحلة بالخلايا السليفة. وهكذا، على سبيل المثال، هناك الخلايا السليفة للكلى، والخلايا البنكرياسية السليفة، والخلايا السليفة العضلية، ومن بين الخلايا العضلية السليفة يمكن التمييز بوضوح بين الخلايا السليفة لعضلة القلب (الموجودة في نسيج معين من الأديم المتوسط في الجنين)، وعضلة الوجه. الخلايا السليفة (الموجودة في نسيج الأديم المتوسط آخر).
وفي الدراسة الأولى ضمن السلسلة، اكتشف العلماء أنه عندما تتم "إزالة الخلايا الأولية لعضلات الوجه من سياقها الطبيعي" في الجنين، وتنميتها في مزرعة الخلايا، فإنها تصبح عضلة قلب، بل وتبدأ في النبض مثلها. تدعم هذه النتيجة فكرة وجود قالب نمو - نوع من "الافتراضي" - للخلايا في نسيج الأديم المتوسط في الجنين، والذي بموجبه، في غياب تعليمات أخرى، تتمايز الخلايا إلى عضلة القلب. أظهر العمل الإضافي الذي تم إجراؤه في مختبر الدكتور تزور أن الخلايا السلفية لعضلات الوجه من الأديم المتوسط الجنيني تصل إلى مناطق محددة من القلب وتندمج فيها، بالقرب من مخرج الأوعية الدموية الكبيرة (الشريان الأورطي والشريان الرئوي). في هذا المجال، تحدث العيوب الخلقية لدى الشخص بنسبة عالية نسبيًا. إن حقيقة أنه في واحد من كل مائة ولادة يتم اكتشاف خلل معين في القلب، يعطي هذا الاكتشاف أهمية خاصة. في هذا العمل، وجد أيضًا أن بروتينًا معينًا، BMP4، يلعب دورًا حاسمًا في تمايز الخلايا العضلية الأولية في الرأس والقلب. أدت إضافة هذا البروتين إلى أجنة الدجاج إلى تحول الخلايا السلفية لعضلات الوجه إلى خلايا سلفية لعضلة القلب.
كما تم اكتشاف نتائج مفاجئة في الاتجاه المعاكس. تقدمت الأبحاث حول الخلايا السليفة لعضلة القلب في السنوات الأخيرة كجزء من تطوير الطب التجديدي (تجديد الأنسجة). يعتبر القلب، مثل الدماغ، تقليديًا عضوًا ليس لديه القدرة على التجدد، أو ذو قدرة محدودة على التجدد. ومن ناحية أخرى، تتمتع العضلات الهيكلية، بما في ذلك عضلات الوجه، بقدرة فعالة ومثبتة على التجدد. في الآونة الأخيرة، تم اكتشاف خلايا طلائعية لعضلة القلب في نسيج الأديم المتوسط في الجنين، والتي تعبر (تنتج) بروتينًا معينًا يسمى Islet-1، والذي يرتبط بقدرة الخلايا على التجدد. وتعتبر هذه الخلايا التي تصل إلى القلب نوعًا من "الجنود الاحتياطيين" للقلب، وهي تستقر وتندمج في مناطق مختلفة من القلب. وحقيقة أن هذه الخلايا تنتج جزيرة Islet-1 وأن لديها القدرة على التجدد، تثير الكثير من الآمال الطبية.
قام الدكتور تزور وأعضاء مجموعة البحث التي يرأسها بتمييز الخلايا السلفية لعضلة القلب التي تنتج جزيرة Islet-1، في أنسجة الأديم المتوسط لأجنة الفئران والدجاج. وتبين من تتبع هذه الخلايا أن بعضها يصل إلى القلب ويندمج فيه، وبعضها -بشكل مدهش- يصل إلى عضلات معينة في الوجه، وخاصة العضلات المسؤولة عن فتح الفك السفلي، ويساهم فيها. وتشير هذه النتيجة إلى رابط تطوري آخر بين عضلات الوجه والقلب. هذه الظاهرة لها جذور تطورية قديمة. اتضح أنه في الديدان، التي لا قلب لها، تعمل عضلات الرأس المستخدمة في البلع مثل الكلب. وتشير هذه الحقيقة إلى احتمال أن تكون العلاقة بين تطور القلب وعضلات الرأس هي بقايا تطورية لخطة تطورية قديمة، والخلايا الإضافية التي تلعب دورًا مهمًا في تطور القلب والوجه هي خلايا القمة العصبية. هذه الخلايا، التي تنشأ من النسيج الخارجي للجنين (الأديم الظاهر)، قادرة على التمايز على نطاق واسع. وعندما تصل إلى الوجه، تتمايز هذه الخلايا وتشكل معظم العظام والغضاريف والأنسجة الضامة، بينما تساهم خلايا الأديم المتوسط في تكوين العضلات.
وأظهرت دراسة أخرى أجريت مؤخراً في مختبر الدكتور تزهور أن خلايا العرف العصبي تلعب دوراً مهماً جداً في التحكم في برنامج التمايز وتوجيه خلايا الأديم المتوسط في طريقها لتصبح خلايا عضلية. في الواقع، تبين أن خلايا العرف العصبي "تقود" خلايا الأديم المتوسط إلى مكانها المناسب في الرأس، وهناك تأمرها بالبدء والتمايز إلى خلايا عضلية. "إنهم يحافظون على تفاعلات معقدة ودقيقة وفي الوقت المناسب بينهم، وهي ضرورية للسلوك السليم لكليهما. إن قدرتنا على فك رموز المكون الجزيئي الكامن وراء هذه البرامج التنموية هي المفتاح لفهم الأساس الجيني والخلوي للعديد من العيوب الخلقية التي تؤثر على القلب والوجه في نفس الوقت. وقد يساهم مثل هذا الفهم، في المستقبل، من بين أمور أخرى، في تطوير طرق لعلاج أمراض ضمور العضلات التي تلحق الضرر بكل من عضلة القلب والعضلات الهيكلية.
لمقالة سابقة حول هذا الموضوع
תגובה אחת
ومن الجدير بالذكر أن الخلايا التي سيتطور منها القلب في الجنين (الإنسان على الأقل) تكون في البداية أعلى من الخلايا التي سيتطور منها الرأس. عندها فقط تكون هناك طية تنقلهم إلى مكانهم السفلي