تكشف الأبحاث الجديدة أن استعادة نشاط جين قديم يسمح للفئران بتجديد أنسجة الأذن التالفة - وهو الاكتشاف الذي قد يمهد الطريق لتحقيق اختراقات في الطب التجديدي
كشفت دراسة بحثية جديدة أجراها المعهد الوطني للعلوم البيولوجية في بكين أن تنشيط جين كامن واحد يسمح للفئران بتجديد أنسجة الأذن - وهي القدرة التي كان يُعتقد أنها فقدت في الثدييات.
في حين أن بعض الفقاريات، مثل السمندل والأسماك، قادرة على تجديد هياكل معقدة في أجسامها بدقة مذهلة - بما في ذلك الأطراف والقلوب والعيون - فإن الثدييات غالبًا ما تفتقر إلى هذه القدرة. ومع ذلك، حتى بين الثدييات، هناك أمثلة على التجدد الجزئي: فالفئران قادرة على تجديد أطراف أصابعها، وقرون الغزلان والماعز تنمو من جديد بعد تساقطها، ويمكن للكبد البشري أن يتجدد إلى حجمه الكامل تقريبًا حتى بعد إزالة ما يصل إلى 70% من حجمه.
ومع ذلك، في معظم الحالات، استبدلت الثدييات القدرة التطورية على التجدد باستجابة تشكل الندبة - وهو حل فوري للبقاء على قيد الحياة، لكنه يفتقر إلى القدرة على استعادة الأنسجة بالكامل.
تناولت الدراسة الحالية فئرانًا من سلالة مختبرية عادية، لا تتجدد، مقارنةً بسلالات غير مألوفة، مثل فئران مورفي-روتس الكبيرة، القادرة على إغلاق ثقوب في الأذن يبلغ قطرها 2 مم دون ترك ندبة. تُجدّد هذه الفئران الغضاريف والجلد وبصيلات الشعر، وحتى الأعصاب، بل وقد أظهرت قدرةً على إصلاح تلف القلب. كما اكتُشفت هذه القدرة على تجديد أنسجة الأذن لدى الأرانب، مما يشير إلى أن هذه القدرة نشأت من سلف مشترك.
على الرغم من الانقسام التطوري الذي حدث قبل حوالي 90 مليون سنة، وُجد أن جين Aldh1a2 - المسؤول عن تخليق حمض الريتينويك (RA) - قد احتفظ بوجوده حتى في الأنواع التي فقدت قدرتها على التجدد. ومع ذلك، أدى اختلاف التوصيلات التنظيمية إلى إيقاف الاستجابة التجديدية لدى معظم القوارض، بينما ظل نشطًا في سلالات معينة من الفئران والأرانب.
الثدييات التي لديها القدرة على التجدد وتلك التي لا تتطور إلا إلى ندبة
الدراسة التي نشرت في المجلة علوم تحت العنوان "إعادة تنشيط التجدد لدى الثدييات من خلال تشغيل مفتاح وراثي معطل تطوريًا"أجرى الباحثون مقارنة جينية بين الثدييات القادرة على التجدد (مثل الأرانب والماعز والفئران الشوكية الأفريقية) والثدييات غير القادرة على التجدد (الفئران والجرذان الطبيعية). استخدم الباحثون مجموعة متنوعة من التقنيات المتقدمة، بما في ذلك تسلسل الحمض النووي الريبي أحادي الخلية، وتسلسل الحمض النووي الريبي الشامل، وتسلسل ChIP-seq، وتسلسل ATAC-seq، وتقنية Micro-C، لتحليل نشاط الجينات في الخلايا الليفية، وهي خلايا ضرورية لالتئام الأنسجة.
كشفت الدراسة أن الأرانب أنتجت حمض الريتينويك (RA) عبر إنزيم Aldh1a2 فور الإصابة، مما أدى إلى تجديد ناجح لأنسجة الأذن. في المقابل، كان مستوى الإنزيم لدى الفئران منخفضًا جدًا بحيث لم ينتج ما يكفي من حمض الريتينويك للإصلاح.
عندما حقن الباحثون الفئران مباشرةً بحمض الريتينويك - أو سلفه، الريتينول - تمكنوا من تحفيز تجديد كامل للغضاريف والأعصاب التالفة في الأذن. في المقابل، أدى تثبيط إنتاج الحمض لدى الأرانب إلى تأخير التجديد، مما يعزز الدور الحاسم لالتهاب المفاصل الروماتويدي في هذه العملية.
وجد الباحثون أيضًا أن إدخال مُحسِّن تنظيمي من جينوم الأرانب - يُسمى AE1 - إلى الفئران المُعدّلة وراثيًا زاد من تعبير Aldh1a2 بعد الإصابة والأنسجة المُتجدّدة جزئيًا. على الرغم من أن هذا النمو كان أقل اكتمالًا من التأثير المباشر لالتهاب المفاصل الروماتويدي، إلا أنه يُقدّم دليلًا على أن عنصرًا تنظيميًا واحدًا يكفي لإعادة تنشيط مسار تجديدي قديم.
حددت الدراسة أيضًا تسلسلات الحمض النووي التنظيمية اللازمة للتجديد بعد الإصابة، ولكنها أصبحت خاملة في الثدييات غير المتجددة. أدى تنشيطها إلى تحفيز عمليات التجديد، بينما تجاوز حقن RA الحاجة إلى التدخل الجيني تمامًا، مما أدى إلى نتائج أفضل.
ومن المتوقع أن تثير هذه الاكتشافات اهتماما كبيرا في مجال الطب التجديدي، وتفتح آفاقا جديدة في علاج الإصابات الخطيرة، وأمراض الجلد، وتلف الأعصاب، وحتى الصلع - من خلال تنشيط الآليات البيولوجية الكامنة الموجودة بالفعل في الجسم.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
