تجول مع الشعور الغريزي

ويشارك علماء المعهد في الجهود العالمية لفهم كيفية معرفة الخلايا الجذعية لنوع الخلايا التي سيتم التمايز إليها. وفي دراسة أجروها سابقًا على أسماك الزرد، اكتشفوا مجموعة من الخلايا الجذعية التي يتطور منها الجهاز اللمفاوي. وفي الدراسة الحالية، اتضح أن هذه الخلايا تشكل أيضًا، في نافذة زمنية محددة، الأوعية الدموية للجهاز الهضمي.

التمايز ليس قصة بسيطة: أكثر من 5 مليارات خلية تشكل جسم الإنسان. تنوعها هائل، فهي من بين مئات الأنواع وتؤدي سلسلة من الأدوار. أثناء تطور الجنين، وخلال أيام قليلة، يتم إجراء العديد من الانقسامات في الخلايا، وتمايزها بطريقة محكومة من أجل بناء الأنسجة المختلفة. ولكن كيف يتم تنسيق هذا التمايز المعقد؟ من الممكن تشبيه تمايز الخلايا والأنسجة بشجرة العائلة، حيث الفرع الرئيسي هو الخلية الملقحة، والتي يشكل كل تفرع منها إلى فرع جديد تمايزاً معيناً للخلايا، وبعد العديد من الفروع يكون المنتج النهائي وصل. في معظم الحالات، عندما تبتعد عن الفرع الأول، يتم فرز الخلايا بشكل أكبر. ومع ذلك، حتى في الكائن الحي "المفرز"، تبقى الخلايا الجذعية (على غرار الخلية الأصلية)، والتي تكون قادرة على الحفاظ على القدرة على إنشاء أنواع مختلفة من الخلايا.

يشترك العلماء في جميع أنحاء العالم في الجهود المبذولة لفهم الخلايا الجذعية المختلفة بشكل عميق، والعوامل الأساسية التي تسمح لها بالتمييز وإنتاج مجموعة متنوعة من الأنسجة. هذه المهمة معقدة للغاية، لأن الخلايا الجذعية في الأنسجة المختلفة تستجيب بشكل مختلف لإشارات التمايز والهجرة. ولهذا السبب على وجه التحديد، يعد فك رموز الإشارات المهمة المرسلة لتمييز الخلايا الجذعية وإنشاء الأنسجة النشطة أمرًا في غاية الأهمية. على سبيل المثال، دكتور كارينا يانيف واكتشف أعضاء مجموعتها، في قسم المراقبة البيولوجية في معهد وايزمان للعلوم، في دراسة سابقة مجموعة من الخلايا الجذعية التي تتمايز إلى خلايا الجهاز اللمفاوي. وحسم هذا الاكتشاف جدلا استمر أكثر من 100 عام بشأن أصل الجهاز الليمفاوي، وسمح للعلماء بتنمية - لأول مرة - خلايا ليمفاوية في الثقافة.

في دراسة جديدةوالتي نشرت مؤخرا في المجلة العلمية التطوير التجاريحاول الدكتور يانيف وباحث ما بعد الدكتوراه الدكتور جدعون تشين وطالب البحث جوليان نيسنباوم فهم ما تستطيع الخلايا الموجودة في هذا المجمع فعله. يقول الدكتور يانيف: «نحن نعلم أن الخلايا البطانية، وهي الخلايا التي تبني الأوعية الدموية والليمفاوية، تتمايز عن الخلايا الجذعية الفريدة التي تسمى «الأرومات الوعائية». "لكن العملية لا تنتهي عند هذا الحد. فالخلايا البطانية الموجودة في الدماغ تختلف تمامًا عن الخلايا التي تشكل الأوعية الدموية في الكبد أو الكلى، على سبيل المثال. ولكن كيف تعرف الخلايا الجذعية نوع الخلايا التي سيتم التمايز إليها؟ ومتى وكيف تهاجر هذه الخلايا إلى الأنسجة التي من المفترض أن تزودها بالأكسجين والمواد المغذية؟

للإجابة على هذه الأسئلة، قام العلماء بوضع علامة على الخلايا في الأوعية الدموية لأجنة سمك الزرد - باستخدام جزيء الفلورسنت، الذي يتحول من الأخضر إلى الأحمر عندما يتم تشعيع الضوء فوق البنفسجي عليه. وهكذا، وباستخدام المجهر لعدة أيام، تمكن العلماء من متابعة الخلايا المتمايزة في الجنين الحي، وفهم أي عضو في الجسم تهاجر إليه الأوعية الدموية، وأي الإشارات تحدد مسار الهجرة.

واكتشف العلماء أن نفس مجموعة الخلايا الجذعية التي يتطور منها الجهاز اللمفاوي هي أيضًا المجموعة التي تفرق منها الخلايا الأخرى التي تهاجر في اتجاه مختلف تمامًا، وتشكل في النهاية الأوعية الدموية للجهاز الهضمي. ووجد أعضاء المجموعة أنه، على عكس الخلايا الموجهة إلى أن تصبح خلايا ليمفاوية، فإن الخلايا الموجهة للوصول إلى الكبد أو الأمعاء أو البنكرياس تتمايز وتجد طريقها بفضل وجود بروتينات من عائلات BMP وVEGF، والتي في نافذة زمنية محددة يتم التعبير عنها بكثافة عالية على طول طريق الهجرة، مما يسمح لمجموعة معينة من الخلايا الجذعية بالتمايز إلى خلايا الجهاز اللمفاوي، وعندها فقط تشكل أوعية دموية ذات خصائص مختلفة تمامًا، والتي تهاجر إلى الأعضاء المستهدفة الأخرى، مثل الجهاز الهضمي.

قد تلقي هذه النتائج الضوء على أحد الألغاز العظيمة المتعلقة ببيولوجيا الأوعية الدموية - حيث تظهر الأوعية الدموية في حالات مرضية، مثل السرطان، الذي يتميز بتمايز وهجرة أوعية دموية جديدة. ولتحقيق هذه الغاية، تحاول الدكتورة يانيف وأعضاء مجموعتها الآن تحديد موقع مستودعات الخلايا الجذعية في الأسماك البالغة، مثل تلك الموجودة في الأجنة. ويأمل العلماء أن يتمكنوا بهذه الطريقة من فهم العمليات البيولوجية التي تؤثر، من بين أمور أخرى، على انتشار السرطان بشكل أفضل.