برمجة الخلايا الجذعية

لقد طالعتنا وسائل الاعلام اليوم بفوز الياباني شينيا ياماناكا والبريطاني جون ب. غوردون بجائزة نوبل للطب للعام 2012 لاعمالها الريادية على الخلايا الجذعية، على ما اعلنت لجنة جائزة نوبل...وكوفئ الثنائي "لاكتشافهما ان الخلايا البالغة يمكن اعادة برمجتها لتصبح متعددة الاستعمالات"....فما اهمية هذا الاكتشاف؟؟؟

ولنتذكر اننا تحدثنا في السابق بالتفصيل في اكثر من موضوع عن تطبيقات تكنولوجيا النانو في الاستخدامات السلمية وايضا العسكرية بالاضافة "للشيطانية" كما في شرائح التحكم 
لنبدأ اولا بالتعرف على الخلايا الجذعية...فالخلايا الجذعية هي خلايا غير متمايزة لها القدرة على الإنقسام والتكاثر وتجديد نفسها لتعطي أنواعا مختلفة من الخلايا المتخصصة أو إنشاء أعضاء متكاملة. وهذه الميزة هي التي جعلت الأطباء يهتمون بها ويفكرون في استخدامها لعلاج العديد من الأمراض المزمنة والمستعصية على العلاج حتى الآن. وهذه الخلايا الجذعية تنقسم من حيث المصدر إلى نوعين: نوع جنيني، وهو المعزول من الأجنة في مراحلها الأولى. ونوع جسدي أو بالغ، وهو المعزول بعد مرحلة التمايز، حيث اكتشف أخيراً أن كل عضو بشري يحتوى على خلايا جذعية تعوض المعطوب من هذا العضو ولها قدرة على أن تنتج خلايا متمايزة لأعضاء أخرى فيما يسمى بظاهرة المطاوعة أو المرونة.
وكان من أهم المشاكل الأخلاقية التي تكتنف العلاج بالخلايا الجذعية هو مصدر الحصول عليها إذا كانت جنينية، فهو على حساب إجهاض الأجنة أو قتلها، ولذلك بدأ العلماء في التفكير عن مصادر أخرى للحصول على تلك الخلايا، ومن ذلك الأجنة الميتة ، أو من التحايل البيولوجي للخلايا، أو إعادة برمجة الخلايا الجسدية أو البالغة، أو الاستعانة بالخلايا الجذعية الحيوانية، وكل تلك البدائل في حاجة إلى ضوابط علمية وأخلاقية.
فالخلايا الجذعية (Stem Cells)هي خلايا موجودة في جميع الكائنات الحية متعددة الخلايا (Multi-cellular organisms)، لها القابلية في تجديد نفسها عن طريق الانشطار الخلوي الفتيلي (Mitotic cell division)، كما يمكنها التمايز إلى أنواع مختلفة من الخلايا والأنسجة المتخصصة، وهي تعتبر الخلايا الأولية في مراحل التطور الجيني المبكر.
ويوجد نوعان رئيسيان من الخلايا الجذعية، وهما الخلايا الجذعية الجنينية (Embryogenic stem cells)، موجودة هذه الخلايا في كتلة خلايا التخلق الأولية للأجنة المعروفة بالخلايا البرعمية أو (Embryoblast, Blastocytes)، والنوع الثاني هي الخلايا الجذعية البالغة(Adult stem cells) وهي خلايا موجودة في الأنسجة البالغة والمتخلقة.
الخلايا الجذعية الجنينية (Embryogenic stem cells) هي التي يمكنها التطور إلى خلايا متخصصة ومن ثم إلى أنسجة متخصصة مختلفة (Pluripotent stem cell)...وهي الخلايا الجذعية المحفزة المستمدة من الكتلة الخلوية الداخلية من الكيسة الأريمية، وهي الجنين في مراحله المبكرة. الأجنة البشرية تصل إلى مرحلة الكيسة الأريمية بفترة 4 إلى 5 أيام بعد التخصيب، وتتكون في هذا الوقت من 50 إلى 150 خلية. عزل الأرومة المضغية أو الكتلة الخلوية الداخلية (ICM) يقود إلى اتلاف الأجنة البشرية المخصبة، مما يثير قضايا أخلاقية.
أما الخلايا الجذعية البالغة (Adult stem cells) بالإضافة إلى نوع آخر من الخلايا أكثر تخصصا وتمايزا نحو أنسجة معينة تسمى الخلايا السلفية أو (Progenitor cells)، فهما تستخدمان من قبل الكائن الحي في عملية إصلاح الخلايا المصابة أو التالفة، كما أن لهما أهمية كبيرة في المحافظة على الوظائف الحيوية للأنسجة المتجددة مثل النسيج الدموي والجهاز الهضمي والجلد.
ازدهرت أبحاث الخلايا الجذعية، بعد تجربة العالمين الكنديين (Ernest A McCulloch and James E Till) وذلك في عام 1960عندما قام العالمان بحقن فئران معالجة إشعاعيا بخلايا النخاع الشوكي مما أدى إلى ظهور عقيدات في طحال الفئران، كانت هذه العقيدات مكونة من خلايا سموها مستعمرات الطحال (Spleen colonies) واعتقدوا أنها خلايا جذعية لقدرة هذه الخلايا على تجديد نفسها.
وفي عام 1998 تم عزل أول خلية جذعية جنينية(Embryogenic stem cells) مخبرياً، مما أدى إلى تفاؤل العلماء والمرضى على حد سواء في إمكانية التوصل إلى علاج لأمراض قد تكون مستعصية واستبدال الأنسجة التالفة بأخرى صحيحة، وكانت الخلايا الجذعية المعزولة متعددة القدرات (Pluripotent) أي تستطيع التمايز لأي نوع من الأنسجة، لكن ظهرت على السطح معضلة أخلاقية وشرعية كبيرة، فإذا أردنا عزل هذا النوع من الخلايا سيؤدي ذلك إلى موت الأجنة البشرية المستخرجة منها هذه الخلايا، لذلك قام بروفسور (Yamanaka) من جامعة كويوتو في اليابان بمحاولة تجاوز هذا الجانب الأخلاقي، “فإذا كان بالإمكان المساعدة في إنتاج خلايا جذعية متعددة القدرات (Pluripotent) دون استخدام أجنة بشرية سيكون ذلك مثاليا” (Yamanaka).

وفي عام 2006 نجح في استخدام فيروس كوسيلة نقل لإدخال أربع جينات في خلية لجلد فأر، مما أدى إلى بدء تحول هذه الخلية إلى خلية بدائية يمكنها التمايز إلى أي نوع من أنواع خلايا الجسم سميت الخلايا الجذعية المستحثة متعددة القدرات (Induced Pluripotent Stem)، وبعد عام من هذا الانجاز قام باستخدام خلايا جلد الإنسان، ثم ظهرت على السطح معضلة أخرى وهي أن الفيروس نظريا قد يؤدي إلى انتشاره ومضاعفته لنفسه أثناء الانشطار الخلوي وبالتالي انتشار الأمراض، كما أن الجين المستخدم في الفيروس قد يندمج في المورث أو الحمض النووي للخلية أو البنية التركيبية للخلية بشكل دائم مما قد يؤدي إلى ظهور أورام سرطانية مختلفة أو قد يؤدي هذا الاندماج إلى تعطيل عمل بعض المورثات الجينية في الخلية، فكان لابد من ابتكار طريقة للتخلص من الناقل الفيروسي، وهذا ما فعلة بروفسور (Yamanaka) حين استخدم البلازميد (Plasmid) كناقل، والبلازميد هو عبارة عن حمض نووي DNA خارج منظومة الكروموسومات يمكنه الانسحاب تلقائيا ومضاعفة نفسه دون الحاجة للحمض النووي للكروموسومات الصبغية، كما يمكنه الاندماج ثم الانسحاب تلقائيا أثناء عملية الانقسام، ويوجد بشكل كبير في البكتيريا أو الكائنات الحية الايوكاريوتية (Eukaryotic organisms).

لكن هذه الطريقة تتطلب إدخالاً متكرراً لبلازميد يحمل مورثاً واحداً في كل مرة، فكانت عملية مرهقة جدا ولم تنجح إلا في خلايا الفئران، أما الآن وفي خطوة مسبوقة قام العالم الأمريكي (J. Thomson) وزملاؤه باستخدام بلازميد من فيروس (EBV)، وإدخال سبعة مورثات جينية مُبرمِجة بالإضافة إلى مورث جيني آخر ضد التسرطن (SV40 large –T gene) دفعة واحدة في خلايا الارومات الليفية (Fibroblast)، كانت قد أخذت من جلد القلفة لطفل آدمي حديث الولادة، أدى ذلك إلى ظهور خلايا جذعية مستحثة متعددة القدرات (Induced Pluripotent Stem) أمكنها الانقسام المتكرر وفقدانها تدريجيا للبلازميد الناقل فقط، دون فقدان المورثات المدخلة، أي تجاور معضلة الاندماج والتسرطن، كما أبقت على خاصية تعدد القدرات (Pluripotency)، وأمكنها العيش والانشطار في المختبر لأكثر من 6 أشهر، وتعتبر هذه الطريقة أكثر سهولة بالمقارنة مع أخذ خلايا جذعية جنينية، فأي مختبر لديه معدات أولية يمكنه القيام بها، كما أنها تعطي فرصة مراقبة هذه الخلايا المستحثة مخبرياً، والآن توجد طرق أخرى لإدخال المورثات الجينية للخلايا مثل استخدام الترانسبوزون أو ما يعرف ب (Transposon-mediated delivery system)، وكان يعتقد العلماء أن مزيدا من الطرق قد تبتكر قريبا وقد يستخدم عدد اقل من الجينات لإنشاء خلايا جذعية مستحثة متعددة القدرات (Induced Pluripotent Stem)، وإذا تبين أن هذه الخلايا المستحثة مطابقة تماما للخلايا الجذعية الجنينية، فسوف تكون هذه هي نقطة البداية لاكتشافات كبيرة في القريب العاجل، ويكون العلم قد تفادى الحواجز الأخلاقية والدينية، وحتى الآن النتائج في هذا الصدد تعتبر مبشرة جداً، فقد تمكن علماء أمريكيون من اكتشاف طريقة لمكافحة الأنيميا المنجلية (Sickle cell anaemia) بواسطة استخدام هذه الخلايا المستحثة من خلايا الارومات الليفية (Fibroblast) من جلد الإنسان.

تقنية النانو

والآن مع التقدم في تقنية النانو وهي- تقنية التحكم التام والدقيق بجزيئات بحجم النانوميتر لإنتاج مواد معينة من خلال التحكم في تفاعل الجزيئات الداخلة في التفاعل وتوجيه هذه الجزيئات ووضع الذرات أثناء التفاعل في مكانها الصحيح أو المناسب-، فان بعض العلماء يعتقدون أن الدمج ومزاوجة علم تقنية النانو مع أبحاث الخلايا الجذعيه، سوف يساعد العلماء وبشكل كبير في فهم كيفية توجيه الخلايا الجذعيه والتحكم في مصيرها لصنع أنسجة بشرية مما قد يؤدي إلى اكتشاف طرق للتشخيص والوقاية ولعلاج أمراض البشرية ككل، وبالفعل كانت هناك محاولات عديدة في هذا المجال، ومثال ذلك ما قام به علماء في جامعة (Northwestern) الأمريكية، حين قاموا بدمج مركبين عن طريق تقنية النانو (amphiphiles+hyaluronic acid) مما أدى إلى صنع مركب (Biopolymer)، موجود أصلا في مفاصل وغضاريف الإنسان، وكان هذا المركب على شكل تكيس يمكنه تجميع نفسه على شكل غشاء إذا حقن في مفصل الإنسان، بعد ذلك تم حقن الخلايا الجذعيه داخل هذا التكيس الذي استخدم كناقل للخلايا الجذعية أدخلت الخلايا الجذعية بواسطته إلى مفاصل مصابة لأحد المرضى وكانت النتائج مبشرة.
وبعد فوز الياباني شينيا ياماناكا والبريطاني جون ب. غوردون بجائزة نوبل للطب للعام 2012 لاعمالها الريادية على الخلايا الجذعية، اوضحت اللجنة ان العالمين "اكتشفا ان الخلايا البالغة المتخصصة يمكن اعادة برمجتها لجعلها غير ناضجة مجددا فيصبح بالامكان تحويلها الى اي نسيج اخر في الجسم"...اي تعمل كخلايا جنينية يمكن اعادة برمجتها لتناسب اعضاء الجسم المختلفة
فبحول الله تكون البشرية موعودة باختراقات علمية كبيرة جداً في القريب العاجل بالرغم من أن كثيراً من العقبات قد تطرأ، لكن وكما هو معلوم أن لا حدود في العلم، وان للعلماء ارث الأنبياء في هذه الأرض

.