الخلايا الجذعية: ما المقصود بها وما وظيفتها

ما المقصود بالخلايا الجذعية وما وظيفتها

لطالما تناهت إلى مسامعك أخبار عن الخلايا الجذعية، ولربما تساءلت إن كان بمقدورها أن تصبح سبيلاً للشفاء لك أو لأحد أحبائك ممن يعانون من مرض خطير. إليك إجابات عن أبرز الأسئلة المتداولة حول الخلايا الجذعية.

ما المقصود بالخلايا الجذعية؟

الخلايا الجذعية نوع خاص من الخلايا له صفتين مهمتين. الأولى أنها قادرة على إنتاج مزيد من النسخ المطابقة لها، أي أنها متجددة ذاتيًا. والثانية أنها تستطيع التحوُّل إلى أنواع أخرى من الخلايا تؤدي وظائف مختلفة، وذلك من خلال عملية تُسمى التمايز. توجد الخلايا الجذعية في جميع أنسجة الجسم تقريبًا. ويحتاج إليها الجسم للحفاظ على أنسجته وتعافيها بعد أي إصابة.

يمكن للخلايا الجذعية أن تتطور إلى أنسجة مختلفة، وذلك حسب الموقع الموجودة فيه. فعلى سبيل المثال، توجد الخلايا الجذعية المُكوِّنة للدم في نخاع العظم، ويمكنها إنتاج جميع الخلايا النشطة في الدم. ومن الممكن أيضًا أن تتحول الخلايا الجذعية إلى خلايا دماغية أو خلايا في عضلات القلب أو خلايا عظمية أو غير ذلك من أنواع الخلايا.

للخلايا الجذعية أنواع مختلفة. والنوع الأكثر قابلية للتحول إلى خلايا ذات وظائف متنوعة هي الخلايا الجذعية الجنينية، إذ تستطيع التحوُّل إلى جميع أنواع الخلايا التي تتكون في جسم الجنين. أما معظم الخلايا الجذعية الموجودة في الجسم، فلها قدرات أقل على تكوين خلايا جديدة، وتنحصر فائدتها في الحفاظ على سلامة الأنسجة والأعضاء التي توجد فيها وترميمها.

لا تتمتع أي خلايا أخرى في الجسم بهذه القدرة الطبيعية على تكوين أنواع جديدة من الخلايا.

ما سبب هذا الاهتمام بالخلايا الجذعية؟

يعكف الباحثون على دراسة الخلايا الجذعية لمعرفة إذا ما كان يمكنها المساعدة على:

• زيادة فهمنا لكيفية حدوث الأمراض. من خلال مراقبة نمو الخلايا الجذعية حتى تصبح خلايا في العظام وعضلة القلب والأعصاب والأعضاء والأنسجة الأخرى، يمكن للباحثين الوصول إلى فهم أفضل لكيفية تطور الأمراض والحالات.

• توليد خلايا سليمة لتحل محل الخلايا المتأثرة بالمرض (الطب التجديدي). يمكن توجيه الخلايا الجذعية لتصبح خلايا من نوع معين يمكن استخدامها مع المرضى لتجديد وإصلاح الأنسجة التالفة أو المتأثرة بالمرض.

  ويشمل المرضى الذين يمكن أن تفيدهم علاجات الخلايا الجذعية مرضى سرطانات ابيضاض الدم (اللُوكيميا) واللمفومة اللاهودجكينية وبعض أنواع سرطانات الأورام الصلبة. ويمكن أن تُجدي علاجات الخلايا الجذعية نفعًا أيضًا مع المصابين بفقر الدم اللاتنسجي، ونقص المناعة الجزئي المشترك، وبعض الحالات المَرَضية الوراثية المتعلقة بالأيض.

  ويدرس الباحثون حاليًّا استخدام الخلايا الجذعية لعلاج داء السكري من النوع الأول وداء باركينسون والتصلُّب الجانبي الضموري وفشل القلب والالتهاب المفصلي العظمي وغيرها من الحالات المَرَضية.

  قد تملك الخلايا الجذعية القدرة على النمو لتصبح نسيجًا جديدًا يمكن استخدامه في عمليات زراعة الأعضاء والطب التجديدي. ويواصل الباحثون تطوير المعلومات حول الخلايا الجذعية واستخداماتها في زراعة الأعضاء والطب التجديدي.

• اختبار الأدوية الجديدة لمعرفة مدى سلامتها وفاعليتها. قبل استخدام الأدوية الخاضعة للتطوير، يمكن للباحثين الاستعانة ببعض أنواع الخلايا الجذعية لاختبار سلامة الأدوية وجودتها. ويساعد هذا النوع من الاختبارات على تقييم الأدوية الجاري تطويرها لمعرفة إذا كان لها تأثيرات سُميِّة على القلب أم لا.

  وتشمل مجالات الدراسة الجديدة فعالية استخدام الخلايا الجذعية البشرية التي خضعت للبرمجة لتصبح خلايا نسيجية معينة لاختبار الأدوية الجديدة. ولكي يكون اختبار الأدوية الجديدة دقيقًا، يجب برمجة الخلايا حتى يكون لها ذات الخصائص النوعية للخلايا التي يستهدفها الدواء. ولا يزال الباحثون يدرسون أساليب برمجة الخلايا حتى تصبح خلايا من نوع معين.

من أين تأتي الخلايا الجذعية؟

للخلايا الجذعية مصادر متعددة:

• الخلايا الجذعية الجنينية. تأتي هذه الخلايا الجذعية من الأجنة التي تتراوح أعمارها بين 3 و 5 أيام. ويطلق على الجنين في هذه المرحلة الكِيسة الأُريمية ويحتوي جسمه على 150 خلية تقريبًا.

  وهذه الخلايا الجذعية متعددة القدرات؛ أي أنها يمكن أن تتشعب لإنتاج مزيد من الخلايا الجذعية أو يمكن أن تصبح أي نوع من الخلايا في الجسم، ويتيح هذا التنوع استخدام الخلايا الجذعية الجنينية لإعادة تكوين الأنسجة والأعضاء المصابة بأمراض أو ترميمها.

• الخلايا الجذعية البالغة. توجد هذه الخلايا الجذعية بأعداد قليلة في غالبية أنسجة البالغين، مثل نخاع العظم أو الدهون. وتتميز الخلايا الجذعية البالغة بقدرة محدودة على تكوين خلايا الجسم المختلفة مقارنة بالخلايا الجذعية الجنينية.

• الخلايا البالغة التي تحولت لتكتسب خصائص الخلايا الجذعية الجنينية. نجح العلماء في تحويل خلايا البالغين العادية إلى خلايا جذعية باستخدام إعادة البرمجة الوراثية. ويمكن للباحثين عن طريق تحويل الجينات في الخلايا البالغة جعل الخلايا تؤدي وظائف الخلايا الجذعية الجنينية نفسها. تُعرَف هذه الخلايا باسم الخلايا الجذعية المستحثة متعددة القدرات.

  وقد يتيح هذا الأسلوب الجديد استخدام الخلايا المُعادة برمجتها بدلًا من الخلايا الجذعية الجنينية، وتفادي رفض الجهاز المناعي للخلايا الجذعية الجديدة. غير أن العلماء لم يتوصلوا حتى الآن إلى معرفة ما إذا كان استخدام خلايا محوّلة سيُسبب آثارًا ضارة لدى البشر أم لا.

  تمكّن الباحثون من استخراج خلايا النسيج الضام العادية، وإعادة برمجتها لتصبح خلايا قلب وظيفية. وقد توصلت بعض الدراسات إلى أن الحيوانات المصابة بفشل قلبي وحُقنت بخلايا قلب جديدة، ظهر عليها تحسن في وظيفة القلب والبقاء على قيد الحياة لفترة أطول.

• الخلايا الجذعية قبل الولادة. اكتشف الباحثون وجود خلايا جذعية في السائل السلوِي بالإضافة إلى دم الحبل السري، ويمكن أن تتحول هذه الخلايا الجذعية إلى خلايا متخصصة.

  يملأ السائل السلوِي الكيس المحيط بالجنين الذي يتكون في الرحم ويحميه. واستطاع الباحثون تحديد وجود خلايا جذعية في عينات السائل السلوِي المسحوبة من نساء حوامل لأغراض الاختبار أو العلاج، وهو إجراء يُطلق عليه سحب السائل السلوِي.

ما سبب الجدل حول استخدام الخلايا الجذعية الجنينية؟

تُستخرج الخلايا الجذعية الجنينية من الأجنّة في مراحل نموها المبكرة، وهي مجموعة من الخلايا تتشكّل بعد تخصيب البويضة بالحيوانات المنوية في عيادة الإخصاب المخبري. ونظرًا إلى أن الخلايا الجذعية الجنينية تستخرج من أجنة بشرية، فقد أثيرت بعض التساؤلات والقضايا حول أخلاقيات أبحاث الخلايا الجذعية الجنينية.<?p> <p>وضعت معاهد الصحة الوطنية عام 2009 مبادئ توجيهية بشأن أبحاث الخلايا الجذعية البشرية. وتتضمن هذه المبادئ تعريف الخلايا الجذعية الجنينية، وكيفية استخدامها في الأبحاث، كما تشمل توصيات حول التبرع بالخلايا الجذعية الجنينية. تنص المبادئ كذلك على أن الخلايا الجذعية الجنينية المأخوذة من الأجنة المتكونة عبر الإخصاب المخبري لا يجوز استخدامها إلا بعد انعدام الحاجة إلى الجنين.</p>

من أين تأتي هذه الأجنة؟

تأتي الأجنة المستخدمة في أبحاث الخلايا الجذعية الجنينية من بويضات مخصبة مخبريًا في عيادات الخصوبة، لكنها لا تُزرع أبدًا في الرحم. ويجري التبرع بالخلايا الجذعية بموجب موافقة مستنيرة من المتبرعين. وتستطيع الخلايا الجذعية العيش والنمو في محاليل خاصة داخل أنابيب الاختبار أو أطباق بتري في المختبرات.

لماذا يتعذر على الباحثين استخدام الخلايا الجذعية البالغة بدلاً من ذلك؟

لقد شكلت التطورات في إعادة برمجة الخلايا وإنشاء الخلايا الجذعية المستحثة متعددة القدرات (iPSCs) نقلة نوعية في هذا المجال البحثي. إلا أن عملية إعادة البرمجة ما زالت غير فعالة بالقدر الكافي. ولذلك، تُفضَّل الخلايا الجذعية المستحثة متعددة القدرات على نظيرتها الجنينية متى أمكن ذلك؛ تفاديًا للشبهات الأخلاقية المثارة بشأن استخدام الأخيرة والتي قد تكون مثار اعتراض أخلاقي لدى البعض.

ورغم ما تبشر به أبحاث الخلايا الجذعية البالغة، فقد لا تحظى بنفس القدرة على التحول والمرونة التي تتميز بها الخلايا الجنينية. فالخلايا البالغة قد لا تكون قابلة للتشكيل بنفس الكفاءة لتوليد جميع أنواع الخلايا، ما يحد من إمكاناتها في علاج الأمراض.

علاوة على ذلك، فإن الخلايا الجذعية البالغة أكثر عرضة للعيوب الناجمة عن المخاطر البيئية مثل السموم أو الأخطاء التي تصيب الخلايا أثناء تكاثرها. ومع ذلك، فقد اكتشف الباحثون أن الخلايا الجذعية البالغة تتمتع بمرونة أكبر مما كان متوقعًا في البداية.

ما هي سلالات الخلايا الجذعية ولماذا يرغب الباحثون في استخدامها؟

سلالة الخلايا الجذعية هي مجموعة من الخلايا المنحدرة جميعًا من خلية جذعية أصلية واحدة وتنمو في المختبر. تستمر الخلايا في سلالة الخلايا الجذعية في النمو ولكنها لا تصبح خلايا متخصصة. وعادةً تظل الخلايا خالية من العيوب الوراثية وتستمر في تكوين المزيد من الخلايا الجذعية. يمكن سحب مجموعات من الخلايا من سلالة خلايا جذعية معينة وتجميدها بهدف تخزينها أو مشاركتها مع باحثين آخرين.

ما المقصود بالعلاج بالخلايا الجذعية (الطب التجديدي)، وما آلية عمله؟

يعزز العلاج بالخلايا الجذعية — يُعرف أيضًا باسم الطب التجديدي — استجابة إصلاح الأنسجة المريضة أو المختلة وظيفيًا أو المصابة باستخدام الخلايا الجذعية أو مشتقاتها. وهذه من أحدث الابتكارات في مجال زراعة الأعضاء، وهي تُجرى باستخدام الخلايا بدلاً من أعضاء المتبرعين محدودة التوافر.

ويعمل الباحثون على زراعة الخلايا الجذعية في المختبرات. وتوظّف هذه الخلايا الجذعية لتُستخدم خصيصًا في أنواع معينة من الخلايا، مثل خلايا عضلة القلب، أو خلايا الدم، أو الخلايا العصبية.

ويمكن بعد ذلك زراعة الخلايا المخصصة في المريض. فعلى سبيل المثال، إذا كان الشخص مصابًا بمرض في القلب، يمكن حقن الخلايا في عضلة القلب. وقد تساهم بعد ذلك خلايا عضلة القلب السليمة المزروعة في إصلاح عضلة القلب المُصابة.

وقد أوضح الباحثون أن خلايا النخاع العظمي لدى الكبار والموجهة لأن تُصبح خلايا تشبه القلب قد تُصلح أنسجة القلب، ولا يزال الباحثون يجرون المزيد من الأبحاث.

هل جرى استخدام الخلايا الجذعية بالفعل لعلاج الأمراض؟

نعم. منذ عدة عقود والأطباء يجرون عمليات زراعة الخلايا الجذعية التي تعرف أيضًا باسم عمليات زراعة النخاع العظمي. في عمليات زراعة الخلايا الجذعية المكونة للدم، تحل الخلايا الجذعية محل الخلايا التالفة بسبب العلاج الكيميائي أو المرض، أو تكون طريقة يتخذها الجهاز المناعي للمتبرع لمكافحة أنواع معينة من السرطان وبعض الأمراض المرتبطة بالدم. وغالبًا يُعالَج سرطان الدم واللمفومة والورم الأرومي العصبي والورم النقوي المتعدد بهذه الطريقة. تَستخدِم عمليات الزراعة هذه الخلايا الجذعية من البالغين أو من دم الحبل السري.

يجري الباحثون اختباراتهم على الخلايا الجذعية البالغة لعلاج حالات مرضية أخرى، من بينها بعض الأمراض التنكسية مثل فشل القلب.

ما المشكلات المحتمل حدوثها باستخدام الخلايا الجذعية الجنينية على البشر؟

كي يتحقق الانتفاع بالخلايا الجذعية الجنينية، يجب على الباحثين التأكد من تمايُز الخلايا الجذعية إلى أنواع الخلايا المحددة المطلوبة.

وقد اكتشف الباحثون طرقًا جديدة لتوجيه الخلايا الجذعية بحيث تصبِح أنواعًا محددة من الخلايا، مثل توجيه الخلايا الجذعية الجنينية لتصبح خلايا للقلب. ولا تزال الأبحاث مستمرة في هذا المجال.

كذلك، قد تنمو الخلايا الجذعية الجنينية نموًا غير منتظم أو تتحول تلقائيًا إلى أنواع مختلفة من الخلايا. ويدرس الباحثون حاليًا كيفية التحكم في نمو الخلايا الجذعية الجنينية وتمايزها.

كما قد تحفز الخلايا الجذعية الجنينية استجابةً مناعية يهاجم فيها جسم المتلقي الخلايا الجذعية لكونها أجسامًا دخيلة، أو قد تفشل الخلايا الجذعية في العمل على النحو المتوقع، فيترتب على ذلك عواقب غير معروفة. وما زال الباحثون يدرسون كيفية تجنب هذه المضاعفات المحتملة.

ما الاستنساخ العلاجي، وما الفوائد التي قد يقدمها؟

الاستنساخ العلاجي، ويسمى أيضًا نقل نواة الخلية الجسدية، هو طريقة لإنشاء خلايا جذعية متعددة الأغراض بدون البُوَيضات المخصّبة. وفي هذه الطريقة، تُستخرج النواة من البويضة غير المخصبة. تحتوي هذه النواة على المادة الوراثية، وتُستخرج النواة من خلية المتبرع أيضًا.

تُحقن نواة المتبرع في البُوَيضة لتحل محل النواة التي استُخرجت، وتُسمى هذه العملية النقل النووي. ويُسمح للبُوَيضة بالانقسام وتشكل قريبًا الكِيسة الأُريميّة. وتؤدي هذه العملية إلى تكوين مجموعة من الخلايا الجذعية المطابقة وراثيًا لخلايا المتبرع، أي نسخة منها.

يعتقد بعض الباحثين أن الخلايا الجذعية المشتقة من الاستنساخ العلاجي قد توفر فوائد أكثر من البويضات المخصبة نظرًا لانخفاض احتمال رفض الخلايا المستنسخة عند إعادة زراعتها في جسم المتبرع. وقد تتيح هذه الطريقة أيضًا للباحثين معرفة كيفية تطور المرض معرفةً دقيقة.

هل حقق الاستنساخ العلاجي نجاحًا لدى الأشخاص؟

لا. لم يتمكن الباحثون من إجراء الاستنساخ العلاجي على البشر بنجاح على الرغم من النجاح الذي تحقق في عدد من الفصائل الأخرى.

يواصل الباحثون دراسةَ احتمالية إجراء الاستنساخ العلاجي على البشر.