عن الخلايا الجذعية

ما هي الخلايا الجذعية؟

الخلايا الجذعية هي خلايا غير متمايزة قادرة على أداء مجموعة متنوعة من الوظائف التجديدية في جسم الإنسان. يمكنها على سبيل المثال توليد أو استبدال أنواع متنوعة من الخلايا عبر التمايز، وتنظيم الجهاز المناعي، وتحفيز خلايا أخرى في بيئتها الطبيعية.

توجد الخلايا الجذعية في جميع البشر منذ نمو الجنين/الأجنّة (الخلايا الجذعية الجنينية) وطوال حياة الفرد حتى الموت (الخلايا الجذعية البالغة). توجد 5 أنواع عامة من الخلايا الجذعية، تُحدَّد وفقًا لمنشئها وقدرتها على توليد خلايا جديدة.

قدرة الخلايا الجذعية

1. كلية القدرة (Totipotent)

   تُعرف أيضًا بالبويضة المخصّبة — تتطور هذه الخلية إلى كل نوع خلية آخر في الجسم، بما في ذلك المشيمة والحبل السري.

2. متعددة القدرة (Pluripotent)

   تتمايز إلى أي نوع خلية آخر في الجسم، لكنها تفتقر إلى القدرة على تكوين كائن حي كامل كما تستطيع الخلية كلية القدرة.

3. متعددة الفعالية (Multipotent)

   أكثر محدودية قليلاً من الخلايا متعددة القدرة — مخصصة لنطاق معين من أنواع الخلايا ضمن عائلة نسيجية واحدة (مثل الخلايا المكونة للدم).

4. قليلة القدرة (Oligopotent)

   مشابهة للخلايا الجذعية متعددة الفعالية، لكنها قادرة على التمايز إلى نطاق أضيق ووثيق الصلة من أنواع الخلايا.

5. أحادية القدرة (Unipotent)

   تتمايز إلى نوع خلية واحد فقط.

الخلايا الجذعية الجنينية (ESC) والخلايا الجذعية البالغة (ASC) فئتان مختلفتان تمامًا من الخلايا الجذعية لهما خصائص مختلفة. في أي فرد بعد الولادة، يحدث استبدال الخلايا وتجددها في سياقين: تجديد الخلايا التي تموت طبيعيًا (الاستماتة)، واستجابة لإصابة خارجية (ناجمة عن عوامل مثل الإصابة الرضحية، والعدوى، والسرطان، والاحتشاء، والسموم، والالتهاب، وغيرها). والخلايا الجذعية المشاركة في عملية التجدد هذه هي الخلايا الجذعية البالغة (وتُعرف أيضًا بالخلايا الجذعية الجسدية).

الخلايا الجذعية البالغة والخلايا الجذعية الجنينية

توجد الخلايا الجذعية الجنينية في الكتلة الخلوية الداخلية لـ_الكيسة الأريمية_، وهي كرة خلوية مجوّفة في معظمها تتشكل، لدى الإنسان، بعد ثلاثة إلى خمسة أيام من إخصاب البويضة بالحيوان المنوي. وفي النمو الطبيعي، تُنتج الخلايا داخل الكتلة الخلوية الداخلية خلايا أكثر تخصصًا تُشكّل الجسم بأكمله — جميع أنسجتنا وأعضائنا. الخلايا الجذعية الجنينية متعددة القدرات، مما يعني، كما ذُكر سابقًا، أنها يمكن أن تُنتج كل نوع من أنواع الخلايا في الجسم المكتمل التكوين، لكن ليس المشيمة أو الحبل السري.

الخلايا الجذعية البالغة (وتُسمى أيضًا الخلايا الجذعية الجسدية) أكثر تخصصًا من الخلايا الجذعية الجنينية. وعادةً ما تستطيع هذه الخلايا الجذعية توليد أنواع خلايا مختلفة للنسيج أو العضو المحدد الذي تعيش فيه. توجد أنواع عديدة مختلفة من الخلايا الجذعية البالغة، ولكل منها وظائفها التجديدية الخاصة. فعلى سبيل المثال، يمكن للخلايا الجذعية المكوّنة للدم (أو المكوّنة للدم) أن تُنتج خلايا دم حمراء وخلايا دم بيضاء وصفائح دموية. لكن الخلايا الجذعية المكوّنة للدم لا تُنتج خلايا كبد أو رئة مثلاً، والخلايا الجذعية في أنسجة وأعضاء أخرى لا تُنتج خلايا الدم الحمراء أو البيضاء أو الصفائح الدموية. وتحتوي بعض الأنسجة والأعضاء في جسمك على مخزون صغير من الخلايا الجذعية الخاصة بذلك النسيج، مهمتها استبدال خلايا ذلك النسيج المفقودة في الحياة اليومية الطبيعية أو نتيجة إصابة.

كيف تستهدف الخلايا الجذعية موضع الإصابة؟ – التوطّن

في علم الخلايا الجذعية، تصف كلمة “التوطّن” (homing) قدرة الخلايا الجذعية على إيجاد وجهتها، أو “مكانها البيئي”. وأثناء هذه العملية، تطلب الأنسجة المتضررة أو الملتهبة الإصلاح عبر إرسال إشارات، يعمل بعضها كمؤشرات للخلايا الجذعية فيجذبها إلى النسيج المصاب. وهذه عملية سريعة نسبيًا (تُقاس بالساعات ولا تتجاوز يومًا أو يومين).

كيف تعمل الخلايا الجذعية على إصلاح الأنسجة؟ – التمايز المباشر والتأثير الباراكريني

بمجرد وصول الخلايا الجذعية إلى موضع الإصابة، قد تبدأ عملها التجددي من خلال آليتين مختلفتين: قد تخضع لتمايز مباشر لاستبدال الخلايا المصابة مباشرة، أو قد تعزز تجدد الأنسجة عبر التأثير الباراكريني.

فما هو التأثير الباراكريني إذن؟ في علم الخلايا الجذعية، يمكن تعريفه بالعملية التي تُفرز فيها الخلايا الجذعية عوامل تعمل كإشارات للخلايا المحيطة، وتدفعها لتغيير سلوكها لبدء عملية التجدد. وأثناء هذه العملية، لا تُسهم الخلايا الجذعية في تجديد الأنسجة عبر التمايز المباشر.

لماذا يُعد التأثير الباراكريني بهذه الأهمية؟

في عدد كبير من الدراسات حول زراعة الخلايا الجذعية، لاحظ الباحثون أن أنسجة المرضى المتضررة أُصلحت بعد زراعة خلايا جذعية من متبرع. لكن بعد تحليل الأنسجة المتكوّنة حديثًا، لوحظ غياب خلايا المتبرع. وتمكن العلماء عندها من إثبات أن الخلايا الجذعية للمتبرع كانت تُفرز عوامل حفّزت خلايا المريض نفسه على إصلاح النسيج بنفسها. وقد ثبت أن معظم عملية التجدد تمت عبر الإشارات الباراكرينية وليس عبر التمايز المباشر.

وقد تبيّن أن الآلية الباراكرينية مفيدة للغاية. وأصبحت مزايا التأثير الباراكريني واضحة تمامًا الآن. والحقيقة الأهم هي أنه على الرغم من أن الخلايا الجذعية للمتبرع تمتلك عمرًا محدودًا للغاية، فإن لها تأثيرًا طويل الأمد على تجدد الأنسجة، يستمر لفترة طويلة بعد استنفاد خلايا المتبرع بالكامل.

يمكن لعدة أنواع مختلفة من الخلايا الجذعية أن تُحدث استجابة باراكرينية، مثل الخلايا الجذعية اللحمية المتوسطة من الحبل السري والخلايا الجذعية من دم الحبل السري.

ماذا يمكن أن تحقق الخلايا الجذعية عبر التمايز المباشر والتأثير الباراكريني؟

1. إصلاح الأنسجة المتضررة: تمتلك الخلايا الجذعية القدرة على تنشيط الحالة الكامنة للخلايا الجذعية في جسم الإنسان، ولها تأثير إصلاحي على الأنسجة والأعضاء المتضررة الناجم عن الأكسدة الفائقة والفضلات الأيضية. والتوازن بين الجذور الحرة ومضادات الأكسدة ضروري للوظيفة الفسيولوجية السليمة. وإذا تجاوزت الجذور الحرة قدرة الجسم على تنظيمها، تنشأ حالة تُعرف بالإجهاد التأكسدي. وتُغيّر الجذور الحرة بذلك الدهون والبروتينات والحمض النووي سلبًا، وتُحفّز عددًا من الأمراض البشرية. ويمكن للخلايا الجذعية أيضًا التدخل في إجهاد الجذور الحرة لاستعادة وظيفتها الطبيعية.
2. إفراز عوامل غذائية: يمكن للخلايا الجذعية تعزيز تكاثر وتمايز الأنسجة داخل النسيج المتضرر، واستعادة الوظائف الفسيولوجية للأنسجة والأعضاء.
3. تنظيم الوظيفة المناعية: من خلال إفراز عوامل قابلة للذوبان والتلامس المباشر لتنظيم تكاثر ونشاط الخلايا المناعية، تستطيع الخلايا الجذعية تقليل الاستجابة الالتهابية.
4. تنظيم الوظيفة الأيضية: باستخدام قدرتها على التمايز متعدد الاتجاهات، يمكن للخلايا الجذعية تعزيز كفاءة الجهاز الأيضي، وبالتالي تسريع عمل الجسم وإخراج الفضلات الأيضية لتعزيز امتصاص المغذيات، مما يحافظ على الوظيفة الفسيولوجية الطبيعية.

بالإضافة إلى ذلك، أشارت الدراسات إلى أن التأثير الباراكريني يتضخم لأن خلايا المتبرع تنجذب إلى الأنسجة المتضررة التي تحتاج إلى مساعدتها. فخلايا المريض المتضررة تُفرز سيتوكينات، وهي بروتينات تنظيمية تعمل كوسطاء لتوليد استجابة مناعية تجذب خلايا المتبرع. وفي المقابل، تُفرز خلايا المتبرع مزيجها الخاص من البروتينات التي تحفّز خلايا المريض الجذعية وتساعد في تقليل الالتهاب، وتعزيز تكاثر الخلايا، وزيادة تكوّن الأوعية الدموية وتدفق الدم إلى المناطق التي تحتاج إلى الشفاء. ويمكن لخلايا التأثير الباراكريني أيضًا إفراز عوامل تُثبط موت خلايا المريض الناجم عن الإصابة أو المرض.

ومن التأثيرات الباراكرينية الثالثة المهمة قدرتها على “تخفيف” الاستجابة المناعية التي تحدث أثناء رفض الزرع أو أثناء الأمراض المناعية الذاتية. وفي هذه الحالة، يمكن استخدام الخلايا مباشرة أو بالاقتران مع خلايا جذعية أخرى لأغراض علاجية. فعلى سبيل المثال، يبدو أن تطبيق الخلايا اللحمية المتوسطة مع الخلايا الجذعية الدموية أثناء زراعة نخاع العظم يقلل من مرض الطُعم حيال المضيف.

من مزايا استخدام الخلايا، مقارنة بالأدوية، لتعزيز التجدد، أن الخلايا المزروعة تستجيب لبيئتها وتُفرز العوامل عند الحاجة وبالتركيز المناسب. ويمكن اعتبار هذه الخلايا “مصانع أدوية” تتكيف مع تقدم إصلاح النسيج. وقد أثبتت الدراسات ما قبل السريرية فعالية الخلايا اللحمية المتوسطة وخلايا دم الحبل السري في علاج الأمراض العصبية والقلبية والكلوية والعضلية. وقد أُجريت دراسات مقنعة حول التأثير الوقائي العصبي لخلايا دم الحبل السري.

الأسئلة الشائعة

أبحاث بايكه للخلايا الجذعية