لسكب الشجاعة - وإعادة بنائها

اكتشف باحثون من جامعة تل أبيب في مياه خليج إيلات كائنا بحريا جديدا يعرف كيف يخرج جهازه الهضمي بالكامل في أوقات الخطر، ويبقى على قيد الحياة ثم يعيد بناءه  هل من الممكن أننا وجدنا مفتاحا للتجدد الأعضاء الحيوية في الإنسان أيضاً؟ تم نشر المقال في نهاية هذا الأسبوع في مجلة التقارير العلمية من مجموعة الطبيعة 

يُبدي العلماء والأطباء في جميع أنحاء العالم اهتماماً كبيراً بموضوع تجديد الخلايا والأعضاء، على أمل أن يتم إيجاد طريقة لإعادة بناء الأعضاء التي تضررت أو أُزيلت من أجسامنا. اكتشف الدكتور نوعا شانكار والطالب تال جوردون من قسم علم الحيوان في جامعة تل أبيب مؤخرًا مخلوقًا بحريًا صغيرًا وبسيط المظهر قادر على القيام بذلك بشكل طبيعي تمامًا: إنه نوع بوليكاربا من استيلان، والذي يتفاعل مع الضوء الميكانيكي يقوم الضغط بإخراج جهازه الهضمي بأكمله، وفي وقت قصير يصلح الضرر، ويبني لنفسه جهازًا هضميًا جديدًا.

"العديد من الحيوانات قادرة على تجديد أطرافها المفقودة"، كما تقول الدكتورة نوعا شانكار، عالمة الأحياء البحرية من قسم علم الحيوان في جامعة تل أبيب، والتي تعمل كأمينة لمجموعة اللافقاريات البحرية في متحف الطبيعة شتاينهارت، الذي يعمل في المتحف. الجامعة وتحتوي على المجموعات الوطنية لجميع الأنواع الحية في إسرائيل. "على سبيل المثال، السحالي تجدد ذيولها، نجم البحر تجدد أذرعها، والديدان المفلطحة تجدد أجزاء الجسم بأكملها، ولكن كل هذه الأعضاء ليست ضرورية لبقاء الحيوان. من ناحية أخرى، فإن الإزتيلان قادر على طرد الجهاز الهضمي بأكمله - وهو عضو مهم لا توجد حياة بدونه، والبقاء على قيد الحياة بدونه لفترة معينة من الزمن، وفي هذه الأثناء إعادة بنائه. ويبدو أن الإنسان لديه الكثير ليتعلمه من هذا المخلوق الصغير الذي يختبئ في الشعاب المرجانية في البحر".

تم إجراء البحث بالتعاون مع طالب الدراسات العليا تال جوردون، وتم نشره في 16 مارس 2015 في مجلة التقارير العلمية التابعة لمجموعة Nature.

تجديد الأمعاء خلال 12 يومًا

"كجزء من عملنا، وفي إطار مبادرة التصنيف في إسرائيل، نقوم بإجراء مسوحات لللافقاريات البحرية المعروفة باسم الركائز، والتي تعيش في الشعاب المرجانية في إيلات"، يقول الدكتور شانكار. "هكذا اكتشفنا أن نوعًا معينًا من الإتزلان يصدر شيئًا ما عندما نحاول أخذ عينات منه. وكشف المزيد من الفحص أن العظم المقذوف هو في الواقع الجهاز الهضمي للإيتستيلان". كشف تحقيق تاريخي متعمق أن علماء الطبيعة الذين عملوا في أوروبا في نهاية القرن التاسع عشر كانوا على دراية بالظاهرة بالفعل - لكن لم يحقق أي منهم في السؤال الأساسي: هل بقي الإزتيلان على قيد الحياة بعد الفعل المتطرف؟

ومن أجل توثيق هذه المسألة والتحقيق فيها بعمق، أخذ الباحثون عددًا من قنافذ البحر إلى المختبر، وجعلوها تخرج جهازها الهضمي استجابة للضغط الميكانيكي الخفيف، وقاموا بإبداء الملاحظات. واكتشفوا أنه بعد الانبعاث مباشرة، تنقبض النجمة بشدة، بل وتغلق لمدة 48 ساعة، ولكنها تتعافى تدريجيًا وتفتح وتعود إلى وظيفتها الطبيعية. يقول الدكتور شانكار: "لقد أدركنا، لدهشتنا، أن الأسيتيلين يقوم بعملية معجزة لتجديد الأنسجة وإصلاحها". "وفي اختبار آخر، وجدنا أنها تجدد الأمعاء في غضون 12 يومًا، بينما يتجدد جزء آخر من النظام، وهو مرشح الطعام الذي يسمى السلة الخيشومية، في غضون 19 يومًا. إنه حقا خيال علمي!"

الحماية من الحيوانات المفترسة المحتملة

لماذا يتخذ الإزتيلان مثل هذه الخطوة المتطرفة؟ لقد اتضح أن تحرير الجهاز الهضمي وتجديده هما عنصر أساسي في آلية البقاء الفعالة للغاية - نظرًا لأن الأنواع المحددة القادرة على القيام بذلك هي أنواع ناجحة ومزدهرة للغاية. في الواقع، من بين حوالي 3,000 نوع معروف من الإستالاني في العالم، هذا هو النوع الأكثر شيوعًا في الشعاب المرجانية في إيلات، ومن بين الأكثر شيوعًا في الشعاب المرجانية في العالم بأكمله.

يقول الدكتور شانكار: "إن هذا الإيتزيتلان مموه بشكل جيد على الشعاب المرجانية". "لونه بني، وعادة ما يكون مغطى بأنواع أخرى من المخلوقات. ولا يستخدم عادة كغذاء للأسماك - لأن مذاقه ليس ضمانًا لجودته. في إحدى تجاربنا، قمنا بإزالة 18 جهازًا هضميًا قذفت ركائز لأسماك الشعاب المرجانية الجائعة، وكانت النتيجة موحدة: وضعت الأسماك "الطعام" المقدم في أفواهها، ثم أخرجته على الفور. ما زلنا لا نعرف ما هو المكون الذي يخلق الطعم السيئ، فمن المحتمل أنه يحمي شعب الإزتيل من الحيوانات المفترسة المحتملة." الآن يعتقد الباحثون أن الإيتزالان في الطبيعة يطلق الجهاز الهضمي عندما تعضه أيضًا سمكة مهتمة بالمخلوقات التي تنمو في بيئتها. ووفقا لهم، قد يكون ذلك عملا إلهائيا، وربما هذه هي الطريقة التي يشير بها إلى المفترس: "لا تلمسني". لا تأكلني أنا لست لذيذًا."

الأقرب إلى الإنسان

وبعيدًا عن الجانب الحيواني، وهو أمر رائع في حد ذاته، فإن الاكتشاف الجديد له إمكانات تطبيقية مهمة للغاية في مجال البحث الطبي. "إن ظاهرة إخلاء الأمعاء معروفة جدًا لدى خياريات البحر. لكن الإيزتيلانيين ينتمون بالفعل إلى نظام الميثراني"، يوضح الدكتور شانكار. "من بين جميع اللافقاريات التي تعيش في البحر، فإن الإكثيس هو الأقرب من الناحية التطورية إلى الفقاريات - بما في ذلك الثدييات والبشر. العديد من الميزات والأنظمة والعمليات في الجسم لم تتغير كثيرًا أثناء التطور - وفي الواقع، فإن الأنسجة المعوية والجهاز الهضمي في Itztel، بالإضافة إلى عملية تجديد الخلايا التي تحدث داخله، تشبه إلى حد كبير أنسجةنا. لذلك، يمكن استخدام حيوان الإزتيلان، وهو حيوان شائع ومتوفر، كحيوان نموذجي ممتاز للدراسات الطبية المستقبلية حول موضوع تجديد الأنسجة الرخوة."

والآن يرغب الباحثون في توسيع نطاق عملهم مع الإزتيليين. كجزء من البحث المخطط له، سيقومون بزيادة العينة في الشعاب المرجانية في إيلات، وسيتابعون عن كثب، يومًا بعد يوم، عملية التجديد، ويفحصون مجموعة مختارة من الأسئلة المثيرة للاهتمام مثل: في أي عمر تكون المخلوقات قادرة على إخراج الشعاب المرجانية؟ الجهاز الهضمي وينمو جهازا جديدا؟ وهل أتالان الذي قام بتجديد جهازه الهضمي مرة واحدة، قادر على القيام بذلك مرة أخرى؟ بالإضافة إلى ذلك، سيبحثون عن تعاون مع علماء من مجالات أبحاث الخلايا والطب الحيوي، والذين سيكونون قادرين على إجراء فحص متعمق لآلية التجديد الرائعة للإسرائيليين. ويخلص الدكتور شانكار إلى القول: "نعتقد أن مثل هذه الدراسات ستكون قادرة على تعزيز الفهم نحو التطوير المستقبلي لعمليات تجديد الأعضاء والأنسجة البشرية".