محو الذاكرة الخلوية، وإعادة برمجة الخلايا الجذعية البشرية

نسمع كثيراً عن الخلايا الجذعية وتطبيقاتها المختلفة، ومنذ فترة قام علماء من معهد بابراهام Babraham بالعمل على بحثٍ رائعٍ يهدفُ للوصول إلى الحالة البدائية لهذه الخلايا والتحكم بمصيرها .. ولكن كيف تمّ ذلك؟

قام علماء من معهد بابراهام، بالتعاون مع زملائهم في معهد الخلايا الجذعية في كامبردج، ومعهد المعلوماتية الحيوية الأوروبي بنشر دراسة حديثة في مجلة "الخلية" "Cell" تعطي أملاً للعلماء بأن يتمكنوا من الوصول إلى "الحالة الأساسية" أو "الحالة البدائية" Base state للخلايا الجذعية البشرية من أجل استخدامها في تطبيقاتٍ طبّيةٍ مستقبلية.

تُوضّح الدراسة أنَّه بالإمكان إعادة الخلايا الجذعية البشرية مرة أخرى إلى "الحالة الأساسية"، وبالتالي إفقادها الخصائص التي تجعلها تنتمي إلى سُلالةٍ خلويةٍ معينة cell lineage .

وبدلاً من ذلك تتمّ إعادة الخلية إلى حالتها الأولى - غير المتمايزة – متعدّدة القدرة pluripotent state

وبالتالي يمكن أن تتطور الخلية إلى أي نوع من الخلايا.

تمكّنت الدراسات السابقة على الفئران من تحديد الخصائص التي تميز الخلايا الجذعية للفئران في حالتها الأساسية أو البدائية، وقد وجد الباحثون أنَّ هذه الخصائص تُشبه إلى حدٍ كبيرٍ خصائص الخلايا البشرية التي تمّت إعادتها إلى حالتها الأساسية، مما يؤكد أنَّ هذه الخلايا قد عادت بالفعل إلى حالتها الأساسية وفقدت كل خصائصها السابقة.

لقد قام الباحثون بتحليلٍ موسّعٍ من خلال دراسة التنظيمات الجينية للخلايا الجذعية البشرية في حالتها الأساسية، هذا التحليل قام به الدكتور Gabriella Ficz، والبروفيسور Wolf Reik

وزملاؤهم في BBSRC-supported Babraham Institute في كامبردج .

التغييرات فوق الوراثية Epigenetics تشير إلى مجموعة التعديلات الوراثية التي تحدث للمادة الوراثية

DNA والتي تؤثّر على التعبير الجيني، ولكنّها لا تعتمد على تسلسل معين للجينات. على سبيل المثال، فإنّ علامات الميثيل الكيميائية chemical methyl tags بإمكانها إيقاف التعبير الجيني. وتحصل الخلايا على العلامات الجينية عندما تتوجّه نحو هويةٍ خلويةٍ معينة (تتخصّص). لذلك فإنَّ الخلايا الجنينية في مراحلها المُبكرة تُظهر مستويات منخفضة من المَثيَلة (methylation)، وذلك بسبب افتقادها لوجهة خلوية محددة.

وفي العام الماضي، اكتشف فريق بابراهام نقصاً كبيراً في العلامات الميثيلية لخلايا الفئران الجذعية الجنينية التي تمت إعادتها إلى حالتها الأساسية.

قام الباحثون في هذه الدراسة بإظهار أنَّه وبشكل عام، يوجد نقصٌ في المَثيَلَة لدى الخلايا الجذعية البشرية المُعادة إلى حالتها الأساسية، مما يشير إلى أنَّ الذاكرة الجينية لهذه الخلايا قد تم محوها. هذه الخصائص تشبه خصائص الخلايا الجنينية في مراحلها المبكرة، مما يعطي دليل إمكانية عودتها إلى الحالة "متعددة القدرات" وبالتالي إمكانية تحويلها إلى أي نوعٍ من الخلايا.

ويقول الدكتور Gabriella Ficz الذي عمل على التحليل فوق الوراثي للخلايا :هذه الدراسة تفتح آفاقاً جديدةً لمجالات العلاج الطّبي المعتمدة على خلايا المريض نفسه لتفادي رفض الجهاز المناعي للخلايا الجديدة، وكذلك التخلي عن العلاجات المستخدمة للأعضاء المُسْتَبْدَلة، إنَّ الأمر كلّه يعتمد على إيجاد ما تحتاجه الخلايا للبقاء والتكاثر في الوقت الذي تفقد فيه ذاكرتها الخلوية الخاصة بالنسيج الأصلي الذي جاءت منه. ويجب توافر كِلَيْ هذين الشرطين ليصبح استخدام الخلايا الجنينية في إنتاج أنسجة جديدة أمراً ناجحاً وفعالاً.

ويضيفُ البروفيسور Wolf Reik : بإمكاننا الاستفادة من إعادة برمجة الخلايا للوصول إلى فقدان الذاكرة الخلوية وبالتالي فقدان أي قراراتٍ سابقةٍ كانت قد تمّت في الخلايا. وبإعادة الخلايا إلى هذه المرحلة الأولية بإمكاننا التحكم في القرارات الخاصة بمصيرها وتوجيهها كما نريد، مما يتيح لنا أن ننتج أنواعاً معينة من الخلايا التي نحتاجها. هذا المجال له تطبيقات طبيّة هائلة، مثل إعادة برمجة الخلايا الخاصة بمريض ما بحيث نضمن أنَّها ستتطور إلى نوعٍ معينٍ من الخلايا المطلوبة مثل الخلايا العصبية أو غيرها.

الحاشية:

الحالة الأساسية Base State: الحالة البدائية للخلايا أي المرحلة التي تسبق تكوُّن الخلايا الجذعية، وهي الحالة التي تكون فيها الخلية في مرحلة بدائية لم تقرر فيها أي نوع من الخلايا سيكون مصيرها أي لم تتمايز بعد.

المثيلة methylation : هي إضافة زمرة الميثيل (-CH3) إلى ذرة الكربون الخامسة من حلقة البيريميدين في السيتوزين المكون للـ DNA.

المصدر:

هنا