نجح الباحثون في تحويل خلايا جلد الفأر إلى خلايا جذعية جنينية

من الممكن أن يتم تحسين الطريقة في المستقبل وتصبح أكثر أمانًا، مما سيقرب اليوم الذي يمكننا فيه علاج الأمراض بمساعدة زراعة الخلايا.

يونات أشهار ونعوم ليفيثان، غاليليو

للخلايا في جسمنا أدوار واضحة: فالخلية العظمية تختلف في بنيتها ووظيفتها عن الخلية العضلية أو خلية الكبد أو خلية المخ. لكن كل هذه الخلايا تطورت من خلية واحدة - البويضة المخصبة. في بداية تطور الجنين، تكون جميع خلاياه عبارة عن خلايا جذعية جنينية قادرة على أن تصبح أي خلية وتخلق جميع الأنسجة والأعضاء الموجودة في الجسم البالغ. هذه خلايا خاصة جدًا: بعد أن تصبح الخلية خلية عضلية ناضجة، على سبيل المثال، لا يمكنها أن تتغير وتصبح خلية كلوية. فقط الخلايا الجذعية الجنينية لديها القدرة على تكوين جميع الخلايا في الجسم.
وبسبب هذه الميزة، خضعت الخلايا الجذعية لأبحاث مكثفة في السنوات الأخيرة. تم إنتاج مثل هذه الخلايا من أجنة بشرية (في المرحلة التي لا يكون فيها الجنين أكثر من مجرد كرة من الخلايا) التي تم إنشاؤها أثناء علاجات الإخصاب - في مثل هذه العلاجات يتم دائمًا إنشاء العديد من الأجنة، ويتم إدخال جزء منها فقط في الرحم. ويأمل العلماء المشاركون في هذا المجال في تحويل هذه الخلايا، بمساعدة العلاج المناسب في المختبر، إلى أنواع الخلايا المرغوبة، وربما حتى إلى أعضاء كاملة. وبهذه الطريقة، سيكون من الممكن اختبار استجابة الخلايا للأدوية دون تجربتها على الإنسان، وكذلك زرع الخلايا في الإنسان - على سبيل المثال، إذا أمكن إنتاج خلايا البنكرياس التي تنتج الأنسولين، فسيكون من الممكن لعلاج مرضى السكر بمساعدتهم. ربما في يوم من الأيام سيكون من الممكن تطوير الكبد أو الكلى في المختبر لزراعتها.
المزيد عن هذا الموضوع
ولا يزال هذا البحث ينطوي على العديد من المشكلات، العملية والأخلاقية. من الناحية العملية، حتى لو كان من الممكن إنتاج عضو في المختبر، فلا تزال هناك عقبة تتمثل في رفض الزرع. سيكون من الصعب جدًا العثور على خلايا جذعية مناسبة وراثيًا للمريض الذي ينتظر عملية الزرع. ومن الناحية الأخلاقية، تتضمن الطريقة تدمير الأجنة بغرض إنتاج الخلايا، وهناك الكثير -خاصة في الولايات المتحدة- يعارضون ذلك، رغم أن جزءًا كبيرًا من الأجنة لا يتم زرعها في الرحم. يتم تدميرها في النهاية على أي حال.
الحل الأفضل هو إنتاج خلايا جذعية جنينية من خلايا بالغة - وبهذه الطريقة لن يتم تدمير الأجنة لأغراض البحث، وسيكون من الممكن أيضًا أخذ خلايا من شخص مريض وإنتاج خلايا جذعية منها. سيكون العضو المزروع من هذه الخلايا متوافقًا وراثيًا بنسبة 100% مع الشخص الذي سيتم زرعه فيه.
وهنا، وفي غضون أسبوع واحد، نشرت دراسات لثلاث مجموعات بحثية نجحت، كل منها على حدة، في إنتاج خلايا جذعية جنينية من خلايا الجلد الناضجة للفأر. نشر نيميت ماهارلي (ماهيرلي)، وروبا سريداران (سريدهاران) وباحثون آخرون من جامعة هارفارد وجامعة كاليفورنيا أبحاثهم في مجلة Cell Stem Cell؛ ونشر ماريوس فيرنيج وزملاؤه من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وكيسوكي أوكيتا وزملاؤه من جامعة كيوتو في اليابان أبحاثهم في العدد نفسه من مجلة "الطبيعة".
اتبعت المجموعات الثلاث نفس الطريقة وتوصلت إلى نتائج متشابهة للغاية. باستخدام هذه الطريقة، يتم تصنيع خلايا الجلد لإنتاج أربعة بروتينات مختلفة لا تكون نشطة بشكل طبيعي في هذه الخلايا. تعمل هذه البروتينات بشكل طبيعي في الخلايا الجذعية، وهي مسؤولة عن إنتاج العديد من البروتينات، التي تمنح هذه الخلايا إمكاناتها الخاصة. يؤدي إدخال البروتينات الأربعة بشكل صناعي إلى خلايا الجلد الناضجة إلى تغيير في خصائصها، بحيث تصبح خلايا مطابقة تقريبًا للخلايا الجذعية الجنينية.
أجرت المجموعات الثلاث اختبارات على الخلايا التي قاموا بإنشائها: فحص الباحثون شكل الخلايا، والجينات التي يتم التعبير عنها فيها، والتغيرات الكيميائية في الحمض النووي النموذجي للخلايا المصنفة، وتفاعل الخلايا مع المواد الكيميائية المختلفة، والمزيد. وفي جميع النواحي، تصرفت الخلايا تمامًا مثل الخلايا الجذعية الجنينية الأصلية.
كان الاختبار النهائي هو إنشاء جنين طبيعي، والذي سيتطور إلى فأر بالغ، من هذه الخلايا - لذلك سيكون من الممكن إثبات أن الخلايا المنتجة في المختبر قادرة بالفعل على خلق جميع أنواع الخلايا. نجحت جميع المجموعات في تخليق فئران كانت بعض خلاياها في الأصل خلايا جذعية تم إنتاجها في المختبر، مما يثبت أن هذه الخلايا كانت بالفعل خلايا جذعية لجميع المقاصد والأغراض. حتى أن مجموعة فيرنيج تمكنت من إنشاء فأر حصريًا من هذه الخلايا، بعد حقنها في بيئة مناسبة لتكوين جنين، وهو دليل مثالي على أن هذه الخلايا ذات إمكانات غير محدودة.
هل سيبدأ هذا حقبة جديدة، حيث يقوم الأطباء بجمع بعض خلايا الجلد من المريض، من أجل زراعة خلايا لتحل محل الخلايا التالفة في جسمه؟ حاليا لا. أولاً، الطريقة تعمل حاليًا على خلايا الفئران، وليس الخلايا البشرية. تحاول جميع المختبرات الثلاثة - ومن المفترض أن تكون أكثر من ذلك بكثير - حل هذه المشكلة، وقد تحتاج إلى استخدام أكثر من أربعة بروتينات. وقدر ياماناكا، رئيس مختبر أوكيتا والرجل الذي طور الطريقة، في مقابلة مع مجلة "نيتشر" أن هذا الاختراق لن يستغرق أكثر من عام.
علاوة على ذلك، حتى لو كانت مثل هذه الخلايا البشرية موجودة، فلا يمكن حاليًا زرعها في المريض. إن البروتينات التي يتم إدخالها بشكل صناعي إلى الخلايا تجعلها تتصرف بشكل غير متوقع، ونتيجة لذلك أصيب حوالي 20% من الفئران التي تم إنتاجها بهذه الطريقة بالسرطان. الطريقة التي يتم بها تصنيع الخلايا لإنتاج البروتينات هي أيضًا مشكلة، فهي تنطوي على استخدام الفيروسات القهقرية، ولا تعتبر آمنة. لكن من المؤكد أن هذه الدراسات تشكل اختراقًا كبيرًا، ومن المحتمل أن تؤدي إلى موجة من التجارب التي لم تكن ممكنة من قبل. أحد الاحتمالات، عندما ينجحون في إنتاج خلايا بشرية، هو أخذ خلايا من أشخاص مصابين بأمراض مثل مرض السكري أو مرض باركنسون، وتحويلها إلى خلايا جذعية، وزراعة خلايا بنكرياسية أو دماغية في المختبر من هذه الخلايا الجذعية، مع مراقبة الحالة. التغيرات الجزيئية التي تحدث في الخلايا أثناء تمايزها. وبهذه الطريقة، سيكونون قادرين على إنشاء خلايا مريضة مماثلة للخلايا المريضة لدى الإنسان، وتجربة الأدوية عليها، والتحقق من تطور المرض وتأثير العوامل المختلفة عليه، والمزيد.
من الممكن جدًا أن يتم في المستقبل تحسين طريقة تكوين الخلايا الجذعية الجنينية وتصبح أكثر أمانًا، مما سيقرب اليوم الذي يمكننا فيه رؤية علاج الأمراض بمساعدة عمليات زرع الخلايا. في غضون ذلك، يدعو الباحثون إلى عدم إهمال الأبحاث "الكلاسيكية"، في الخلايا الجذعية المستخرجة من الأجنة.