يتم رفع المرساة

كشف علماء معهد وايزمان عن الآلية المسؤولة عن حركة الخلايا الجذعية لدى الإنسان، وقد يؤدي هذا الاكتشاف إلى تحسين كفاءة عمليات زرع نخاع العظم

 
البروفيسور تسفي لابيدوت والطالبة البحثية إيزابيل بيتي. الخلايا المهاجرة
اكتشف علماء معهد وايزمان آلية رئيسية تسمح للخلايا الجذعية بمغادرة النخاع العظمي ودخول مجرى الدم للمتبرعين بالدم الأصحاء. وتعمل هذه الآلية أيضًا في جسم مرضى سرطان الدم، وأمراض الدم الأخرى، وبعض أنواع السرطان. هذه النتائج، التي نشرت في عدد يوليو من المجلة العلمية Nature Immunology، قد تؤدي إلى تطوير طرق أكثر فعالية لزراعة الخلايا الجذعية الموجودة في نخاع العظام.

تعد عملية زرع الخلايا الجذعية من نخاع العظم عملية معقدة، وعادةً ما يتم إجراؤها فقط عندما لا يكون هناك خيار آخر. أثناء عملية الزرع، يتم تدمير الخلايا الجذعية التالفة (من خلال التشعيع المسبق)، ويتم إدخال خلايا جذعية طبيعية أخرى في مجرى الدم بدلاً منها. ومن أجل الحصول على الخلايا الجذعية السليمة اللازمة للزراعة (إما من متبرع سليم بالدم أو من المريض نفسه قبل وأثناء العلاج الكيميائي)، يجب "تشجيعها" على مغادرة نخاع العظم والدخول إلى مجرى الدم. بمعنى آخر، يجب أن تصبح الخلايا المطلوبة متحركة، حتى تتمكن من الوصول إلى المكان الذي يمكن للباحثين والأطباء جمعها وإعدادها للزراعة. ولكن كيف يمكن للخلايا الجذعية أن تصبح متحركة؟

وجد البروفيسور تسفي لابيدوت، وطالبة البحث إيزابيل بيتيت من قسم علم المناعة في معهد وايزمان للعلوم، أن تحلل بروتين معين (SDF-1) الموجود في نخاع العظم ضروري لعملية نقل ميزة الحركة إلى الخلايا الجذعية من نخاع العظم إلى مجرى الدم. لقد كان معروفًا في الماضي أن هذا البروتين يعمل كنوع من "المثبت" الذي يربط الخلايا الجذعية بمكانها داخل النخاع العظمي (باستخدام جزيء "غراء" معين).

يُظهر البحث الحالي الذي أجراه البروفيسور لابيدوت وإيزابيل بيتي كيف أن الخلايا الجذعية "ترفع المرساة" وتبدأ رحلتها إلى مجرى الدم.
 
 
الأعلى: المجموعة الضابطة التي لم يتم علاجها بـ G-CSF. البروتين SDF-1 ملون باللون الأحمر. الأسفل: المجموعة المعالجة بـ G-CSF. وجود قليل من البروتين SDF-1
ولتحفيز خاصية الحركة في الخلايا الجذعية، استخدم العلماء عامل نمو يسمى G-CSF. يتم استخدام هذه المادة لنقل خاصية الحركة إلى الخلايا الجذعية في العمليات الطبية المختلفة، ولكن حتى البحث الحالي للبروفيسور لابيدوت وإيزابيل بيتي، لم يكن من الواضح كيف تعمل بالضبط. وجد البروفيسور لابيدوت وإيزابيل بيتي في بحثهما أن عامل النمو هذا يقلل من كمية SDF-1 في الهيكل العظمي، مما يجعل الخلايا الجذعية "ترفع المرساة" وتبدأ رحلة إلى مجرى الدم. للقيام بذلك، يحفز G-CSF تكوين الإنزيمات المتحللة، وخاصة إنزيم الإيلاستاز.

هذه الإنزيمات هي التي تحطم بروتينات SDF-1 التي تعمل بمثابة "مرساة" للخلايا الجذعية. في هذه الدراسة، تعلم العلماء أن عامل النمو G-CSF يسبب أيضًا زيادة في كمية مستقبلات CXCR4 في الخلايا الجذعية. سطح الخلايا الجذعية وخلايا الدم البيضاء الناضجة في نخاع العظم. تتفاعل مستقبلات CXCR4 بشكل فريد مع بروتينات SDF-1، واكتشف العلماء أن هذا التفاعل يلعب أيضًا دورًا مهمًا في نقل ميزة التنقل إلى الخلايا الجذعية.

قد تؤدي هذه النتائج إلى تطوير طرق أكثر فعالية لجمع الخلايا الجذعية اللازمة لعمليات زرع الأعضاء. بالإضافة إلى ذلك، قد تساعد في فهم الآليات الجزيئية المرتبطة بمرض قلة العدلات، والذي ينتج عن خلل وراثي في ​​إنزيم الإيلاستاز (نفس الإنزيم الذي يلعب دورًا مهمًا في تحطيم البروتين، SDF-1، الذي يعمل كبروتين). "مرساة" للخلايا الجذعية).

تم في هذه الدراسة استخدام النظام التجريبي الذي طوره البروفيسور لابيدوت وزملاؤه في الماضي. يتيح هذا النظام فحص آلية هجرة الخلايا الجذعية البشرية من الدم إلى نخاع العظم من خلال زرع الخلايا الجذعية البشرية في الفئران التي تفتقر أجسامها إلى جهاز المناعة (وبالتالي لا ترفض الخلايا الجذعية الأجنبية). وتم إجراء جزء آخر من الدراسة على خلايا بشرية مأخوذة من متبرعين بالدم الأصحاء تم علاجهم بـ SDF-1 بهدف جمع الخلايا الجذعية من الدم، وزراعتها في المرضى الذين يحتاجون إليها.
 
 
متوسط ​​مستوى بروتين SDF-1 في المجموعة الضابطة مقارنة بالمجموعة المعالجة بـ G-CSF بعد 24 ساعة