دراسة الأمراض في طبق
(*) استخدام مبتكر للخلايا الجذعية
(1) المأخوذة من أنسجة البالغين يمكنه أن يُسرع من تطوير عقاقير لمواجهة الأمراض المنهِكة.
باختصار
قيد الانتظار: تحمل الخلايا
الجذعية المأخوذة من الأجنة أملا لعلاج الأمراض المستعصية، إلا أن
الباحثين لم يحققوا حتى الآن الكثير من التقدم لاستمداد طرق علاجية من هذه
الخلايا.
فكرة جديدة: بدلا من التركيز على
العملية العلاجية، فإن عددا قليلا من الباحثين يعتقدون أنه من الأفضل
حاليا استخدام الخلايا الجذعية في المساعدة على اكتشاف العقاقير ودراسة
الكيفية التي تعمل من خلالها الأمراض المختلفة على إيذاء الجسم.
مقاربة مبتكرة: حتى وقت قريب، كان يجري الحصول على الخلايا الجذعية
المستخدمة لتنفيذ هذه الفكرة من الأجنة. إلا أن العلماء في عام 2007 تمكنوا من إعادة برمجة الخلايا البشرية للبالغين لتصبح خلايا جذعية.
خلايا جذعية مصممة حسب الطلب customized stem cells: يستخدم الباحثون هذه الخلايا التي جرت إعادة برمجتها في إحداث الأمراض المختلفة في طبق پتري petri dish. ومن ثم فهم يستطيعون اختبار فعالية العقاقير ضد عينات الأنسجة التي جرت إعادة إنتاجها بهذه الطريقة.
|
| |
بعد
نمو الخلايا الجذعية لمدة 30 يوما في بيئة الزرع culture medium (باللون
الأحمر)، فإنها تصبح نسيجا متخصصا يمكن استخدامه لعمل نماذج لمختلف الأمراض(3). |
بتاريخ 2007/6/26، سلكت
[مديرة قسم الوراثة السريرية بجامعة كولومبيا] طريقها إلى منطقة كوينز
بمدينة نيويورك ولديها طلب حساس من سيدتين لهما مكانة عميدة الأسرة (matriarch (2 في عائلة كرواتية حظها عاثر. لقد طلبت الباحثة إلى هاتين الشقيقتين، البالغتين من العمر 82 و 89
عاما، أن تتبرعا لها ببعض من خلايا جلدهما لكي تقوم باستخدامها في تجربة
طموحة غير معلومة النتائج، ولكن لو حالفها النجاح فإن العائد منها سوف
يكون مضاعفا: أولا، ربما تسرع هذه التجربة من عجلة البحث عن علاج للمرض
المستعصي المنتشر في عائلة هاتين السيدتين. وثانيا، ربما تؤسس هذه التجربة
لاستخدام قيّم وجديد للخلايا الجذعية، وهي خلايا غير متخصصة لديها القدرة
على إنتاج العديد من أنواع خلايا الجسم الأخرى. تتذكر <تشانگ> ذلك اللقاء بقولها: «لقد تناولنا طعام غداء طيب جدا، ثم عدنا إلى منزل السيدتين وقمنا بأخذ خزعات biopsies
من جلدهما»؛ وبمجرد جلوسهما إلى طاولة الطعام، فإن كلتا الشقيقتين قامتا
بمد ذراعيها بكل سعادة، وذلك حسبما تتذكر ابنة السيدة البالغ عمرها 82 عاما. لقد قالت الشقيقة الصغرى للباحثة <تشانگ>: «أنا أفهم ما تريدين، ابدئي فورا بالتنفيذ».
كانت الشقيقتان تعانيان تصلبا جانبيا ضمورياamyotrophic lateral sclerosis ويسمي اختصارا (ALS)، وهو مرض عصبي تنكسي degenerative يعمل ببطء على الإصابة بالشلل، وهو يعرف أيضا بمرض لو جريگ Lou Gehrig’s disease نسبةً إلى لاعب البيسبول <لو جريگ> بفريق يانكي Yankee والذي أخبره الأطباء بأنه يعاني هذا المرض في عام 1939 ثم توفي بعد ذلك بعامين. وبينما ظهرت أعراض محدودة للمرض على الشقيقة الكبري وعمرها 89 عاما، فإن شقيقتها الصغري وعمرها 82 عاما كانت تعاني عند قيامها بالمشي أو بلع الطعام.
على الرغم من أن معظم حالات المرض ALS
ليست وراثية، فإن هذا المرض أصاب العديد من أفراد هذه العائلة. فلقد توارث
أفراد العائلة المتأثرون بالمرض طفرة وراثية لها علاقة بالإصابة بشكل من
المرض يتطور ببطء أكثر من الشكل الآخر الذي يصيب غالبية المرضى الذين
يعانون هذا الداء. لقد تمكنت <تشانگ> من تتبع المرض في عدة أجيال من هذه العائلة في أوروبا والولايات المتحدة الأمريكية. وتعلق على ذلك بقولها: «مرض <لو جريگ>
ليس بطريقة جيدة لموت الإنسان». ففي كل مرة يتقابل فيها أفراد العائلة مع
بعضهم في مراسم العزاء، فإن أفراد الجيل الأصغر سنا ينظرون حولهم
ويتساءلون «هل نكون نحن التالون لمن توفي؟»
لم يستغرق الأمر من <تشانگ> سوى دقيقتين لكي تقوم بأخذ خزعة بالخرم punch biopsy – فكل ما حدث هو أخذ جزأين صغيرين من جلد باطن الذراع يبلغ قطر كل منهما 3 ملّيمتر. وفي النهاية فإن خلايا الشقيقتين, مع عينات من جلد دستات(4) dozens من مرضى ALS
الآخرين ومن متطوعين أصحاء قاموا أيضا بالتبرع بأجزاء ضئيلة من أنسجتهم،
جرى تحفيزها(استحثاثها) بطريقة كيميائية لكي تتحول إلى شكل من الخلايا
الجذعية يسمى الخلية الجذعية المحفزة المتعددة القدرات induced pluripotent stem cell والتي تمت برمجتها بعد ذلك لكي تصبح خلايا عصبية. وتحديدا، لقد تم استحثاث هذه الخلايا لكي تصبح عصبونات محركة motor neurons، وهي خلايا عصبية تتحكم بطريقة مباشرة أو لا مباشرة في عضلات الجسم وتتأثر بشكل عكسي بالمرض ALS. وقد أظهرت مزارع الأنسجة الناتجة من تلك الخلايا نفس العيوب الجزيئية التي أدت إلى حدوث المرض ALS في المتبرعين. بمعنى آخر، لقد استطاع الباحثون، بشكل مذهل، إعادة إنتاج المرض في طبق پتري(5) petri dish.
| |
تخزين بارد: يتم حفظ الخزعات المأخوذة من الأنسجة والخلايا الجذعية في نتروجين سائل |
وصفة حسب الطلب
استخدامات جديدة للجلد القديم(**)
يقوم الباحثون بجامعتي هارڤارد وكولومبيا، باستخدام تقنيات تم ابتكارها في
اليابان، وذلك بأخذ نسيج جلدي من البالغين (انظر أسفل)، ثم عزل خلايا
متخصصة منه تسمى أرومات ليفية fibroblasts، التي يتم تحريضها بلطف بواسطة جينات ومواد كيميائية لكي تصبح خلايا عصبية.
1 يتم أخذ خلايا من جلد مريض بالمرض ALS.
2 يقوم الباحثون بإدخال جينات منظمة إلى الأرومات الليفية المأخوذة من النسيج الضام بالجلد.
3 تعمل الجينات الدخيلة على إعادة برمجة الأرومات الليفية لتصبح «خلايا
جذعية محرضة متعددة القدرات» باستطاعتها أن تتحول إلى العديد من الأنواع
الأخرى من الخلايا.
4 تتجمع الخلايا iPS لتكون أجساما جنينية الشكل. ومن ثم يقوم الباحثون بإضافة جزأين صغيرين حاملين للإشارات signaling molecules وهما حامض الريتنويك retinoic acid ومادة أخرى تعمل على تحفيز الخلايا على الانقسام.
5 تعمل الجزيئات الحاملة للإشارات على توجيه تطور الجسم الجنيني الشكل إلى عصبونات محركة.
6 نظرا لأن هذه الخلايا العصبية الجديدة ناتجة من مريض مصاب بالمرض ALS، فإنها تظهر الخصائص المميزة لهذا المرض.
7 يتم وضع الخلايا العصبية في حجريات داخل صوانٍ وذلك لاختبار كفاءة العقاقير في علاجها بطريقة آلية robotic. ويتم اختبار مركب كيماوي واحد في كل حجيرة، وهذا يسمح بإجراء مسح على نطاق واسع لعدد متنوع من العقاقير المحتملة الفعالية.
|
وبحصول الباحثين على مثل هذه الخلايا فإنهم استطاعوا البدء بدراسة دقيقة لما يحدث من خلل في العصبونات عند مرضى ALS,
كما تمكنوا أيضا من البدء بفحص عقاقير من المحتمل أن يكون لها تأثيرات
مفيدة في الخلايا المريضة. ويعد هذا استخداما جديدا للخلايا الجذعية
يتناقض مع التقدم البطيء والمخيب للآمال وللجهود المتعلقة باستخدام تلك
الخلايا كعلاجات. لو حالف النجاح هـــذا التصور الخاص بدراسة المرض في طبق disease-in-a-dish،
فإنه سوف يسرع من فهم الباحثين للعديد من الأمراض وسوف يقود إلى فحص أسرع
وأكثر كفاءة للمعالجات المحتملة بواسطة العقاقير، وذلك لأن العلماء سوف
يستطيعون اختبار هذه العقاقير في تلك المزارع الخلوية التي تم إعدادها حسب
الطلب وذلك لقياس كفاءتها العلاجية وسميتها المحتملة. إضافةً إلى أبحاث
المرض ALS، فإن الخلايا الجذعية المحفزة
(المستحثة) يتم استخدامها الآن على نطاق تجريبي لعمل نماذج لدستات من
الأمراض، بما في ذلك فقر الدم المنجلي sickle cell anemia، والعديد من أمراض الدم الأخرى ومرض پاركنسون Parkinson’s disease.
على سبيل المثال، استطاع الباحثون في ألمانيا أن ينتجوا خلايا قلبية تنبض
بشكل غير منتظم يحاكي حالات عدم انتظام ضربات القلب المختلفة. وقد بدأت
شركات المستحضرات الطبية، والتي تحفظت لفترة طويلة حول إمكان أن يكون علم
الخلايا الجذعية مشروعا له قيمة تجارية، بإبداء اهتمام بأسلوب «دراسة
المرض في طبق» حيث إنه مع القدرات التقليدية في اكتشاف العقاقير على
النطاق الصناعي.
دراسة الأمراض في طبق(*) استخدام مبتكر للخلايا الجذعية(1) المأخوذة من أنسجة البالغين يمكنه أن يُسرع من تطوير عقاقير لمواجهة الأمراض المنهِكة. 
اليوم في 12:26 pm من طرف