دم الحبل السري: وعد عند الفجر

تم استخدام الدم الذي يتم جمعه من الحبل السري بعد الولادة لسنوات كمصدر للخلايا الجذعية المكونة للدم لأغراض الزرع. تبحث الدراسات في إمكانية استخدامه لعلاج مرض السكري والأمراض الاستقلابية والأمراض العصبية والتفاعلات المناعية الالتهابية أو المناعية الذاتية

بقلم: كيرين سيروتا

دم الحبل السري هو الدم المتبقي في المشيمة، وفي الحبل السري المجاور لها، بعد الولادة. حتى قبل حوالي عشرين عامًا، لم يكن هذا الدم يستخدم على الإطلاق، وحتى اليوم، الدم السري يتم حفظه فقط في بعض الولادات. لكن هذه الكمية الصغيرة من الدم لها خصائص فريدة، وبفضلها يتم استخدامها بالفعل اليوم في مجموعة متنوعة من الاستخدامات الطبية، وهي تعد بالمزيد من الاستخدامات في المستقبل القريب والبعيد.

يحتوي دم الحبل السري على كمية كبيرة من الخلايا الجذعية متعددة القدرات. على عكس الخلايا الجذعية كاملة القدرة، والتي يمكن أن تتمايز إلى جميع أنواع الخلايا وتشكل جنينًا كاملاً، أو الخلايا الجذعية متعددة القدرات، والتي يمكنها تكوين جميع أنواع أنسجة الجسم باستثناء الأنسجة خارج الجنينية (مثل المشيمة)، يمكن للخلايا الجذعية متعددة القدرات أن تتمايز إلى نطاق واسع أو محدود من أنواع الخلايا. إحدى مجموعات هذه الخلايا هي الخلايا الجذعية الوسيطة، والتي تتمايز بشكل رئيسي إلى خلايا دهنية وغضاريف وخلايا عظمية. مجموعة أخرى هي الخلايا الجذعية المكونة للدم، والتي تتمايز إلى مكونات الجهاز المناعي والدم.

تُستخدم الخلايا الجذعية المشتقة من دم الحبل السري حاليًا لعلاج حوالي 80 مرضًا مختلفًا، وهناك مجموعة متنوعة من الاستخدامات الأخرى في مراحل مختلفة من البحث. الاستخدام الرئيسي ل الدم السري في الطب اليوم هو مصدر للخلايا الجذعية المكونة للدم. تعتبر زراعة الخلايا الجذعية المكونة للدم إجراءً قديمًا مقبولًا لعلاج الأمراض التي تضررت فيها أجهزة الدم، مثل الثلاسيميا وفقر الدم اللاتنسجي، وكذلك لغرض استعادة نظام الدم لدى مرضى السرطان الذين عولجوا بالخلايا الجذعية. العلاج الإشعاعي أو الكيميائي (انظر مقالة جودي وأرييه ميلاميد كاتز "الاستخدامات الطبية" في هذا العدد). أحد المصادر المحتملة للخلايا الجذعية المكونة للدم المستخدمة في الزراعة هو نخاع العظم من متبرع (نفسه أو شخص آخر)، ومن هنا جاء اسم "زراعة نخاع العظم". اليوم، يتم استخدام الدم المحيطي (الدم الموجود في الشرايين والأوردة) من المتبرع، والذي تم إثراؤه بالخلايا الجذعية بمساعدة عوامل الورم، لهذا الغرض. يعد دم الحبل السري مصدرًا محتملاً آخر للخلايا الجذعية المكونة للدم للزرع.

وبعد التقدم الذي تم إحرازه في هذا المجال، بدأت بنوك دم الحبل السري العامة العمل في منتصف التسعينيات. يتم إنشاء البنوك العامة بواسطة المراكز الطبية، وتقوم بحفظ وحدات الدم المتبرع بها لصالح أي مريض يحتاج إليها. كما تعمل البنوك الخاصة أيضًا، مما يسمح للعائلات بالاحتفاظ بالدم لاستخدام الطفل وعائلته فقط، مقابل رسوم. يوجد حاليًا ثلاثة بنوك عامة لدم الحبل السري تعمل في إسرائيل، تديرها نجمة داوود الحمراء ومستشفى تل هشومير ومنظمة "بادميتش شاي". بالإضافة إلى ذلك، تعمل العديد من البنوك الخاصة في إسرائيل، وبعضها دولي. صادقت وزارة الصحة مؤخرا على ميزانية سنوية تبلغ حوالي ثلاثة ملايين شيكل لجمع وحفظ دم الحبل السري في البنوك العامة، وفقا لقانون دم الحبل السري 90-2007، الذي أقره الكنيست قبل ثلاث سنوات. وينبغي لتنفيذ القانون زيادة المجمع العام بنحو ألف جزء سنويا، فضلا عن إنشاء نظام للإشراف والرقابة على أنشطة البنوك الخاصة.

دم الحبل السري كمصدر للخلايا الجذعية المكونة للدم

تم نشر أول دليل على أن دم الحبل السري يحتوي على خلايا سلفية مكونة للدم في عام 1974، وأجريت أول عملية زرع خلايا جذعية من دم الحبل السري في عام 1988، لدى طفل مصاب بفقر الدم بانكوني. ومنذ ذلك الحين، اكتسب هذا المجال زخمًا، وتم حتى الآن إجراء أكثر من 20,000 عملية زرع خلايا جذعية من دم الحبل السري.

يتمتع التبرع بالخلايا الجذعية المكونة للدم من دم الحبل السري بالعديد من المزايا المميزة مقارنة بالتبرع بنخاع العظم. عندما يتم زرع الخلايا الجذعية من أصل الحبل السري، يكون خطر الرفض أقل مقارنة بالخلايا الجذعية من نخاع العظم. أحد أسباب ذلك هو التركيز العالي للخلايا التائية التنظيمية في دم الحبل السري. يمكن لهذه الخلايا، وهي أندر الخلايا في الدم المحيطي، أن تمنع حالات الالتهاب أو تشفي الاستجابة المناعية وتتحكم فيها.

سبب آخر لانخفاض خطر الرفض هو الكمية الصغيرة نسبيًا من جزيئات MHC II الموجودة في الخلايا الجذعية لدم الحبل السري. تلعب هذه الجزيئات دورًا مهمًا في الاستجابة الالتهابية، حيث أن وظيفتها هي التواجد على سطح الغشاء أجزاء من العامل الالتهابي (المستضد) الذي يعمل الجهاز ضده، وبالتالي تحفيز الاستجابة المناعية. في عملية زرع نخاع العظم، يمكن أن يؤدي هذا التفاعل إلى مرض الكسب غير المشروع مقابل المضيف - وهي حالة يهاجم فيها الجهاز المناعي المزروع الجسم الذي تم زرعه فيه. تتميز الخلايا الجذعية لدم الحبل السري أيضًا بمستويات منخفضة من الجزيئات المحاكاة، مثل CD80 وCD86، والتي تلعب أيضًا دورًا مهمًا في زيادة الاستجابة المناعية. هذه الخصائص تمنع التفاعل السليم للخلايا المختلفة، وتقلل من تفاعل الجهاز المناعي في دم الحبل السري. نظرًا للكمية الصغيرة من جزيئات MHC II والجزيئات المحفزة المشتركة في الخلايا الجذعية في دم الحبل السري، يكون التفاعل الالتهابي الذي تولده أضعف، وبالتالي - رد فعل رفض الكسب غير المشروع. بالإضافة إلى ذلك، فقد وجد أن إفراز المواد المسؤولة عن تفاعل الكسب غير المشروع مقابل المضيف، مثل إنترلوكين 2 (IL-2)، أصغر في الخلايا التائية من دم الحبل السري منه في جزء من الدم المحيطي المخصب بـ الخلايا الجذعية المتبرع بها، كما أن كمية المستقبلات لهذه المواد على سطح الخلايا الجذعية المكونة للدم تكون أصغر أيضاً في دم الحبل السري.

وبالتالي، تشير الدراسات إلى انخفاض فرص الرفض بعد زرع دم الحبل السري، وتحسين تعافي الجهاز المناعي وانخفاض خطر الإصابة بمرض الكسب غير المشروع مقابل المضيف. ويبدو أن هذه الفوائد ترجع إلى عدم نضج الجهاز المناعي في دم الحبل السري. يستمر جهاز المناعة لدى الإنسان في التطور طوال سنواته الأولى، وفي الوقت نفسه يتعرض لمجموعة متنوعة من المستضدات الأجنبية من البيئة؛ يمثل دم الحبل السري، الذي هو من أصل جنيني، جهاز مناعة غير ناضج وساذج (لم يتعرض بعد للمستضدات الأجنبية).

هذه الخصائص لدم الحبل السري تعني أنه يمكن زرع دم الحبل السري حتى في المريض الذي لا تتطابق علامات تطابق أنسجته (HLA) تمامًا مع تلك الخاصة بالمتبرع، دون التأثير على معدل نجاح العملية. إن القدرة على إجراء عملية زرع حتى عندما تكون الأنسجة متطابقة جزئيًا فقط لها أهمية كبيرة، في ضوء حقيقة أن 40 بالمائة فقط من المرضى الذين لم يتم العثور على فرد من أفراد أسرهم، يتم العثور على متبرع مناسب في قواعد بيانات المتبرعين.

ميزة أخرى للتبرع بدم الحبل السري هي توافر الجرعة. قد يستغرق البحث في قواعد بيانات المتبرعين بنخاع العظم ما بين شهرين وستة أشهر، وحتى عند العثور على متبرع، فإن إجراء التبرع بحد ذاته معقد نسبيًا ويتضمن العلاج في المستشفى والتخدير. يعتبر التبرع بالخلايا الجذعية من الدم الوريدي أقل تدخلاً، لكن الإجراء الرئيسي المقبول حاليًا يستغرق عدة أيام، يمكن خلالها إعطاء عامل نمو للمتبرع لزيادة عدد الخلايا الجذعية في الدم المحيطي - راجع مقالة جودي وأرييه ميلاميد كاتز "الاستخدامات الطبية" في هذا العدد. يتم حفظ وحدات دم الحبل السري مجمدة في بنوك الدم العامة والخاصة، ويمكن أن تكون متاحة للاستخدام في غضون أيام قليلة.

العيب الرئيسي لدم الحبل السري المستخدم لهذا الغرض هو أن الكمية الصغيرة من الخلايا في جرعة واحدة تكفي فقط لشخص يصل وزنه إلى حوالي 45 كجم (أي للأطفال بشكل أساسي). ومع ذلك، فقد أظهرت الدراسات أن مزيجًا من وحدتي دم مختلفتين، كل منهما لها تطابق جيني جزئي مع متلقي التبرع، غالبًا ما يتم امتصاصه بنجاح أكثر من وحدة واحدة، كما تبين أيضًا أن خطر الكسب غير المشروع مقابل يكون مرض المضيف أقل عند استخدام مثل هذا المزيج. وثمة خيار آخر هو مضاعفة الخلايا الجذعية في المختبر بعد جمعها من المتبرع، والإجراءات التي تحقق هذا الهدف تخضع حاليا للتجارب السريرية.

البحوث والاستخدامات المستقبلية

وبصرف النظر عن الخلايا الجذعية المكونة للدم، هناك ثلاثة أنواع أخرى من الخلايا الجذعية في دم الحبل السري: الخلايا السلفية البطانية - تشارك في إنشاء أوعية دموية جديدة وإصلاح الأوعية الدموية؛ وتتواجد هذه الخلايا في الدورة الدموية بشكل مستمر، وبالتالي فإن كميتها عالية نسبياً وهي قابلة للزراعة؛ الخلايا الجذعية الوسيطة (الخلايا الجذعية الوسيطة) - هذه الخلايا هي الأكثر ملاءمة للاستخدام في هندسة الأنسجة، لأنها يمكن أن تتمايز إلى عدة أنواع من الخلايا، بما في ذلك الغضاريف والعظام والدهون والأنسجة الضامة؛ والخلايا الجذعية الجنينية. حقيقة أن الخلايا الجذعية الجنينية توجد أيضًا في دم الحبل السري لم يتم اكتشافها إلا قبل سنوات قليلة، نظرًا لقلة عددها وصغر حجمها، ولم تتم صياغة بروتوكول لعزلها إلا مؤخرًا. يمكن لهذه الخلايا في الواقع أن تشكل أي نوع من الأنسجة.

بشكل عام، فإن الطبيعة "الفتية" للخلايا الجذعية المأخوذة من دم الحبل السري مقارنة بالخلايا الجذعية المشتقة من نخاع العظم أو الدم المحيطي لشخص بالغ تجعلها أكثر ملاءمة لأغراض البحث. التيلوميرات الطويلة والمستقرة (التيلوميرات هي مناطق الحمض النووي الموجودة في نهايات الكروموسومات، والتي تتحلل وتقصر خلال حياة الخلية وبالتالي تشارك في تحديد عمرها ومدة حياتها)؛ ميلها المتزايد إلى الانقسام والتكاثر، واستقرارها الجيني مع مرور الوقت، أي ميلها الأقل لتراكم الطفرات الجينية (السرطانية) مقارنة بالخلايا الجذعية من نخاع العظم - كل هذا يجعلها أداة مثالية للبحث بشكل عام والبحث في هندسة الأنسجة على وجه الخصوص.

ومن الاتجاهات في مجال هندسة الأنسجة استخدام الخلايا الجذعية في علاج مرض السكري لدى الأطفال، وهو مرض ناجم عن تدمير المناعة الذاتية لخلايا البنكرياس المسؤولة عن إنتاج الأنسولين. تم تصميم العلاج بالخلايا الجذعية لتشجيع إنتاج خلايا البنكرياس الجديدة، ولمنع تدمير المناعة الذاتية للخلايا الموجودة. لقد ثبت حتى الآن أن الزرع الذاتي (الذاتي) للخلايا الجذعية المكونة للدم، جنبًا إلى جنب مع القمع المكثف لجهاز المناعة، أدى إلى الشفاء التام لمعظم المرضى من المرض (أي استقلال الأنسولين). الأساس المنطقي وراء هذا المزيج من العلاج المثبط للمناعة والزرع الذاتي للخلايا الجذعية المكونة للدم هو إحداث نوع من إعادة ضبط المناعة، وبالتالي تثبيط نشاط المناعة الذاتية. إن التجارب من هذا النوع على الخلايا الجذعية المأخوذة من دم الحبل السري ما زالت في بدايتها، وهي تُجرى بشكل رئيسي على الأطفال.

كما تم تسجيل تطورات مثيرة للاهتمام في دراسة استخدامات الخلايا الجذعية من دم الحبل السري في علاج الأمراض العصبية مثل السكتة الدماغية وإصابة النخاع الشوكي. وفي التجارب التي أجريت على زراعة الخلايا الجذعية في المناطق المتضررة، كان الباحثون يأملون أن يتمايز الخلايا الجذعية المزروعة وتصبح خلايا عصبية وتندمج في الأنسجة التالفة. ومع ذلك، تظهر النتائج أن العلاج بالخلايا الجذعية من دم الحبل السري له تأثيرات مفيدة متنوعة حتى في حالة عدم وجود دليل على أن الخلايا نفسها قد اندمجت في الأنسجة. تم إجراء معظم التجارب من هذا النوع على نماذج حيوانية (حيوانات)، وتشير النتائج إلى أن زرع الخلايا الجذعية من الحبل السري له آثار مفيدة دون آثار جانبية: تأثير وقائي عصبي معين (أي تقليل مدى الضرر الذي يصيب الأعصاب). الأنسجة الموجودة - منع موت الخلايا العصبية الموجودة، وإنقاذ الخلايا العصبية)، وفائدة وظيفية في الاختبارات السلوكية ذات الصلة. وكانت هذه التأثيرات مصحوبة أيضًا بانخفاض في الاستجابة الالتهابية وانخفاض في مدى الضرر الإقفاري (أي الضرر الذي لحق بإمدادات الدم) في نماذج السكتة الدماغية والأمراض الوعائية العصبية الأخرى. في الآونة الأخيرة، تم الإبلاغ عن عملية زرع خلايا جذعية من دم الحبل السري لدى مريض يعاني من إصابة في الحبل الشوكي. أدى العلاج إلى تحسن في النشاط العصبي والحسي والحركي، وأشار التصوير المقطعي (CT) والرنين المغناطيسي (MRI) إلى تجديد الحبل الشوكي في المنطقة المصابة.

يركز اتجاه بحثي مختلف تمامًا على الخصائص المثبطة للمناعة لدم الحبل السري. كما ذكرنا سابقًا، فإن إحدى المزايا البارزة لدم الحبل السري هو التركيز العالي للخلايا التائية التنظيمية، والتي يمكنها منع أو علاج الحالات الالتهابية والتحكم في الاستجابة المناعية. حتى وقت قريب، كان استخدام الخلايا التائية التنظيمية يمثل مشكلة كبيرة بسبب انخفاض تركيزها في الدم المحيطي، علاوة على ذلك، لا يمكن عزلها بالطرق الحالية دون الإضرار بحيواناتها. دم الحبل السري، حيث توجد هذه الخلايا بتركيزات أعلى بكثير، يسمح لأول مرة بفحص الإمكانيات الطبية الكامنة في استخدام هذه الخلايا في علاج مجموعة متنوعة من الأمراض، بما في ذلك أمراض الدم والعصبية والغدد الصماء وأمراض القلب، الأمراض الوراثية وأمراض المناعة الذاتية.

اختبرت العديد من التجارب على الحيوانات والبشر التأثيرات المضادة للالتهابات لدم الحبل السري في جسم الحيوان. أحد الأمثلة على ذلك هو العلاج التجريبي لمضاعفات القلب التي تسمى الحمل الزائد لحجم البطين الأيمن المزمن. أدى حقن الخلايا الجذعية من دم الحبل السري إلى تحسين وظائف القلب، وزيادة تكوين أوعية دموية تاجية جديدة وتقليل الاستجابة الالتهابية المحلية. وتشير تجربة أخرى إلى أنه حتى تلف الرئة الناجم عن فرط التأكسج (إصابة الرئة الناجمة عن فرط التأكسج) يمكن علاجه بطريقة مماثلة. يتم إجراء تجارب إضافية على "الفئران المتوافقة مع البشر" - الفئران التي تم تصميمها بحيث يكون جهازها المناعي أكثر شبهاً بجهاز البشر. بشكل عام، يبدو أن العلاج باستخدام الخلايا الجذعية من دم الحبل السري يمكن أن يتحكم ويخفف من الاستجابة المناعية الالتهابية أو المناعية الذاتية، عندما تكون الآلية معقدة وتتضمن، من بين أمور أخرى، انخفاضًا في مستويات السيتوكين إنترلوكين 2 (2IL) ).

بالإضافة إلى ذلك، تجدر الإشارة إلى أن زراعة الخلايا المكونة للدم يمكن أن تكون مناسبة أيضًا لعلاج الأمراض التي لا تتعلق بجهاز الدم، مثل أمراض التمثيل الغذائي الوراثية التي يؤدي فيها خلل في إنزيم مفصل معين إلى تراكمها من المواد السامة في الأنسجة. والعلاج المقبول حالياً لمعظم هذه الأمراض هو استخدام إنزيم يتم إنتاجه في المختبر لهذا الغرض ويتم حقنه في المريض. العيب الرئيسي لهذه الطريقة هو أن الإنزيم المحقون لا يمكنه عبور حاجز الدم في الدماغ، وهو في الواقع البنية الكثيفة للخلايا البطانية التي تشكل الشعيرات الدموية في الدماغ. لا يمكن تجاوز هذا الحاجز (وكذلك الحواجز بين الأعضاء الأخرى في الجسم) إلا عن طريق الجزيئات القابلة للذوبان في الدهون أو التي لها مستقبلات محددة، لذا فإن حقن الإنزيم ليس علاجًا مناسبًا عندما يكون نقص الإنزيم دماغيًا أيضًا. وفي مثل هذه الحالات، فإن العلاج الوحيد الذي حقق نتائج حتى الآن هو زرع الخلايا الجذعية المكونة للدم، بما في ذلك الخلايا الوحيدة، القادرة على عبور حاجز الدم في الدماغ وإنتاج الإنزيم المفقود هناك.

من المهم التأكيد على أن الاستخدامات الموضحة في هذا القسم لا تزال في إطار تجريبي، وستكون هناك حاجة إلى العديد من الدراسات السريرية، خاصة تلك التي تتضمن متابعة طويلة الأمد للمرضى، قبل أن ينضموا إلى ترسانة العلاجات المقبولة المقدمة. للعامة. تعتمد إمكانية استخدام دم الحبل السري على سؤال آخر لا توجد إجابة واضحة عليه، وهو مدة الاحتفاظ بالجرعة. ورغم أنه من الناحية النظرية، من المفترض أن تبقى الخلايا المجمدة عند درجة حرارة 196 درجة تحت الصفر على قيد الحياة لعدة عقود، إلا أنه من الناحية العملية، منذ أن تم تجميد الجزء الأول من دم الحبل السري في عام 1988، فإن التجربة لا يمكن أن تشهد لأكثر من عشرين عاما.
ولذلك فقد ثبت أن الخلايا الجذعية من أصل الحبل السري فعالة في علاج مجموعة كبيرة ومتنوعة من الأمراض، ولكن استخدامها الرئيسي اليوم هو في علاج أمراض الدم. ويصبح استخدامها لهذا الغرض بديلاً مقبولاً لزراعة نخاع العظم، وذلك بفضل انخفاض خطر الرفض والمضاعفات الأخرى، وارتفاع فرص النجاح حتى في حالة عدم وجود تطابق جيني مثالي، وارتفاع توافر الجرعات. تختار المزيد والمزيد من العائلات حول العالم الاحتفاظ بدم الحبل السري للطفل على الرغم من التكاليف المترتبة على ذلك، كنوع من "التأمين البيولوجي" للطفل وعائلته. ومع ذلك، وعلى الرغم من تنوع الاستخدامات الحالية والمستقبلية لدم الحبل السري، إلا أن دم الحبل السري لا يزال يتم جمعه وحفظه في 5 بالمائة فقط من جميع الولادات في العالم، وهي حقيقة تشير إلى أن المجال لا يزال في بداياته، وهناك لا يزال هناك طريق طويل لنقطعه.

لمزيد من القراءة:
Francese, R. and Fiorina, P.، "الخصائص المناعية والتجديدية للخلايا الجذعية لدم الحبل السري"، علم المناعة السريرية (2010) قيد النشر.
جلوكنام، إي. وروش، في.، "زراعة دم الحبل السري: حالة من الفن"، هيماتولوجيكا 94: 451-454 (2009).
هاريس، د.ت، "الاستخدامات غير المتعلقة بأمراض الدم للخلايا الجذعية لدم الحبل السري"، المجلة البريطانية لأمراض الدم 147: 177-184 (2009).
براساد، في كيه وكورتزبيرج، جيه، "زرع دم الحبل السري ونخاع العظام في الأمراض الأيضية الموروثة: الأساس العلمي والوضع الحالي والاتجاهات المستقبلية"، المجلة البريطانية لأمراض الدم 148: 356-372 (2010).

<<<الائتمان>>
حصلت كيرين سيروتا على درجة الماجستير في علوم الحياة من جامعة تل أبيب. kerensirota@gmail.com