رؤى جديدة حول إصلاح الأنسجة والطب التجديدي
عادة ما تستقبل الخلايا الجذعية في معظم الكائنات الحية إشارات من الخلايا المجاورة، لكن بحثا جديدا يكشف أن الخلايا الجذعية للديدان المسطحة تتجاهل أقرب جيرانها، وتستجيب بدلا من ذلك لإشارات أبعد في الجسم.
قد يساعد هذا الاكتشاف في تفسير قدرة الدودة المسطحة الاستثنائية على التجدد، وقد يُقدم أدلة لتطوير طرق جديدة لاستبدال أو إصلاح الأنسجة لدى البشر.
مكان الخلايا الجذعية
تتحدى الدراسة، التي نشرت في مجلة Cell Reports، بقيادة الباحث المساعد فريدريك مان، المفهوم الموجود في الكتب المدرسية بأن معظم الخلايا الجذعية توجد في مكان ثابت ومادي يسمى "الجوهر"، حيث تخبرها الخلايا المحيطة متى تنقسم ومتى لا تنقسم وماذا تصبح.
وقال مان: "على سبيل المثال، تتواجد الخلايا الجذعية المكونة للدم البشري في أماكن محددة داخل نخاع العظم حيث تنقسم لتجديد نفسها وإنتاج خلايا دم جديدة".
ومع ذلك، كشف الفريق أن القدرة المذهلة للديدان المسطحة على إعادة نمو أجزاء الجسم، على سبيل المثال، إعادة بناء رأس مبتور أو حتى جسم كامل من جزء صغير فقط، ترتبط بالخلايا الجذعية التي تعمل بشكل أكثر استقلالية عن محيطها مقارنة بتلك الموجودة في معظم الحيوانات الأخرى.
وقال سانشيز ألفارادو: "إن فهم كيفية تنظيم الخلايا الجذعية في الكائنات الحية يعد أحد التحديات الكبرى في مجالات بيولوجيا الخلايا الجذعية والطب التجديدي".
وأضاف: "إن هذا الاكتشاف يتحدى مفهومنا عن مكانة الخلايا الجذعية وقد يعزز بشكل كبير فهمنا لكيفية التحكم في قدرة الخلايا الجذعية على استعادة الأنسجة التالفة".
تتمتع الخلايا الجذعية للديدان المسطحة البالغة بإمكانيات غير محدودة للتحول إلى أي نوع من الخلايا، على عكس معظم الكائنات الحية الأخرى، بما في ذلك البشر، حيث تخضع خلاياها الجذعية لتنظيم دقيق يسمح لها بإنتاج أنواع قليلة فقط من الخلايا المتخصصة.
ويهدف جزء من نظام التحكم هذا إلى منع نمو الخلايا غير المنضبط، وهو سمة مميزة للسرطان.
وقال سانشيز ألفارادو: "إن أملنا هو اكتشاف القواعد الأساسية التي توجه الخلايا الجذعية لتصبح أنسجة محددة بدلاً من التحول إلى أنسجة غير طبيعية، حيث تبدأ معظم الأورام في البشر عندما تتوقف الخلايا الجذعية عن اتباع هذه القواعد".
وقال مان: "قد يكون دور البؤرة التقليدية أشبه بمديرٍ مُتَفَرِّغٍ يُوجِّه الخلايا: 'يمكنكِ أن تكوني خليةً جذعيةً، ولكن نوعًا واحدًا فقط'".
وأضاف: "مع ذلك، فقد أظهرنا الآن أن وجود بؤرةٍ طبيعيةٍ قد لا يكون ضروريًا لعمل الخلايا الجذعية. بعض الخلايا الجذعية، مثل تلك الموجودة في الدودة المسطحة، وجدت طريقةً لتكون مستقلةً، ويمكنها التحول إلى أي نوعٍ من الخلايا دون الحاجة إلى بؤرةٍ قريبة".
بفضل تقنية النسخ المكاني الناشئة، تمكن الباحثون من تحديد الجينات التي تُفعّل ليس فقط داخل الخلية الواحدة، بل أيضًا داخل الخلايا المحيطة بها في النسيج. وقد كشف هذا عن وجود جيران مثيرين للدهشة - أنواع مميزة من أنواع الخلايا المحيطة بالخلايا الجذعية.
كان أبرزها خلية لم تُوصف سابقًا، وهي خلية ضخمة جدًا ذات نتوءات متعددة، أو امتدادات تشبه الأصابع لغشاءها الخلوي.
أطلق الفريق على هذه الخلايا اسم "هيكاتونوبلاست" نسبةً إلى هيكاتونكيريس، وهو وحش أسطوري يوناني ذو أذرع متعددة.
وقال مان: "نظرًا لوجودها على مقربة شديدة من الخلايا الجذعية، فقد فوجئنا عندما اكتشفنا أن الخلايا الهيكاتونوبلاستية لم تكن تتحكم في مصيرها ولا وظيفتها، وهو ما يتعارض مع الاتصال النموذجي بين الخلايا الجذعية ومكانتها".
بدلاً من ذلك، اكتشف الفريق أن أقوى التعليمات جاءت من الخلايا المعوية، وهي ثاني أبرز أنواع الخلايا في مجموعة بياناتهم، ووجدوا أن هذه الخلايا تُزوّد الخلايا الجذعية المستورقة بتعليمات تتعلق بموقعها ووظيفتها أثناء التجدد، على الرغم من بُعدها الكبير.
قال المؤلف المشارك في الدراسة، الدكتور بلير بنهام بايل: "أميل إلى التفكير في هذا الأمر باعتباره شبكات اتصال محلية مقابل شبكات اتصال عالمية".
وأضاف: "في حين أن التفاعلات بين الخلايا الجذعية والخلايا المجاورة لها تؤثر على كيفية رد فعل الخلية الجذعية على الفور، فإن التفاعلات البعيدة قد تتحكم في كيفية استجابة نفس الخلية الجذعية للتغيرات الكبيرة في الكائن الحي".
اكتشف الفريق أن الخلايا الجذعية للديدان المسطحة تبدو منفصلة عن بيئاتها التقليدية القائمة على التلامس، و"وجدوا أنه لا يوجد نوع أو عامل خلوي محدد بجوار الخلايا الجذعية يتحكم في هويتها"، وبالتالي، افترضوا أن هذا قد يكون العامل الأساسي الكامن وراء فعالية الخلايا الجذعية للديدان المسطحة، والقدرات التجديدية المذهلة التي تتمتع بها الديدان المسطحة.
كلما فهمنا أكثر كيفية عمل الخلايا القريبة والإشارات العامة في الجسم معًا لتعزيز قدرة وقوة خلايانا الجذعية، أصبحنا أكثر قدرة على ابتكار طرق لتحسين الشفاء الطبيعي للجسم.
قد تساعد هذه المعرفة في تطوير علاجات جديدة وعلاجات تجديدية للبشر في المستقبل.
