الخلايا الجذعية المستحثة وافرة القدرة، أمل جديد في دراسة الأمراض و اكتشاف الأدوية و تأثيراتها على أعضاء الجسم المختلفة.

في عام 2012، أعلنت اللجنة المسؤولة عن منح جوائز نوبل في الفسيولوجي و الطب أن جائزة العام سيتم منحها لكلٍّ من جون جوردون John B. Gurdon و شينيا ياماناكا Shinya Yamanaka عن  أبحاثهما في الخلايا الجذعية، إذ نجحا في إعادة برمجة خلايا الجسم البالغة، المتخصصة وظيفيًّا، إلى الحالة الجذعية، و بالتالي إمكانية إعادة برمجتها لتصبح قادرة على تكوين أيٍّ من خلايا الجسم الأخرى.

فبينما تحدى البريطاني جوردون، عن طريق أبحاثه الرائدة في مجال الاستنساخ، القناعة السائدة آنذاك بأن الخلايا المتخصصة لا يمكن عكس مسارها، جاء عمل الياباني ياماناكا ليجيب عن سؤال: هل من الممكن العودة بخلية ناضجة إلى خلية جذعية وافرة القدرة يمكنها أن تنتج العديد من أنواع الخلايا في الجسم؟

كانت إجابة ياماناكا و فريقه هي نعم، فمن خلال استخدام أربعة جينات، أمكنهم إعادة برمجة الخلايا الليفية إلى خلايا جذعية قادرة على إنتاج خلايا ليفية و أخرى عصبية و ثالثة من الجهاز الهضمي.

و منذ نشر تلك الأبحاث في 2006، صار تعبير «الخلايا الجذعية المستحثة وافرة القدرة» Induced Pluripotent Stem Cells يطرق الأسماع على نحو متكرر في الأوساط العلمية و بين المهتمين.

و تمثل هذه الخلايا نوعًا خاصًّا من الخلايا الجذعية، و تتميز عن الخلايا الناضجة بمجموعة من الصفات، مثل التكاثر و القدرة على تجديد نفسها و التمايُز إلى خلايا متخصصة. و بالإضافة إلى هذه المميزات، يمكن للخلايا الجذعية المستحثة بوجه خاص أن توفر مصدرًا جديدًا و وسيلة مختلفة للأبحاث و العلاج بعيدًا عن المشكلات الأخلاقية التي يمكن أن تتسبب فيها الأبحاث على الخلايا الجنينية.

و بصفة عامة، تتمثل إمكانيات هذه الخلايا في استخدامها في ثلاثة تطبيقات رئيسية: دراسة الأمراض، و ما يُعرَف بالطب التجديدي Regenerative Medicine، و كذلك في اكتشاف الأدوية و دراسة تأثيراتها. واحدة من الدراسات الحديثة التي تعاملت مع التطبيق الأخير، نُشرت مؤخرًا في مجلة ساينس ترانسلاشنال ميديسنScience translational medicine. الدراسة التي أجراها فريق من الباحثين من جامعة ستانفورد و مؤسسات بحثية أخرى في الولايات المتحدة استخدمت الخلايا «الجذعية المستحثة وافرة القدرة» لدراسة تأثير سُمية 21 نوعًا من الأدوية المعروفة باسم مثبطات التيروزين كينيز Tyrosine Kinase Inhibitor على القلب.

قام الباحثون باستخدام خلايا عضلات قلب تم إنتاجها من خلايا جذعية مستحثة لتقييم الأثر السلبي لهذه الأدوية على حيوية هذه الخلايا و قدرتها على الانقباض، بالإضافة إلى اختبار خواصها الفسيولوجية الأخرى، على جانب آخر، استطاع الباحثون إنتاج خلايا مبطنة و أخرى ليفية لدراسة تأثير نفس الأدوية عليها.

وجدت الدراسة أن هناك مجموعة من هذه الأدوية تتسبب في إحداث سُمِّية أكبر من غيرها لخلايا القلب و الخلايا الأخرى التى جرى إنتاجها، إذ تعمل هذه الأدوية على تثبيط نوعين من المستقبِلات الموجودة على سطح الخلية، الأول يُعرف اختصارًا بـVEGFR2 و الثاني بـPDGFR.

و كمحاولة من خلايا القلب لحماية نفسها من هذه التأثيرات الضارة، زادت من إفراز مستقبلات الإنسولين و عامل النمو الشبيه بالإنسولين Insulin like growth factor اللذَين يساعدان على حمايتها و بقائها. و لاختبار ذلك التأثير، أضاف الباحثون هذين المركبين (الإنسولين و عامل النمو الشبيه بالإنسولين) من الخارج، ما أدى إلى زيادة حيوية هذه الخلايا حتى في وجود الأدوية التي تتسبب في هذا التأثير.

هذه المجموعة من الأدوية المعروفة اختصارًا بـTKIs تمثل نموذجًا للعلاج الموجه للسرطان، و هي ذات  أهمية خاصة في علاج أورام الدم السرطانية، كما قال د. محمد غريب، مدرس طب الأورام بالمعهد القومي للأورام بجامعة القاهرة، لـ«للعلم».

يمكن القول دون مبالغة إن أول هذه الأدوية ظهورًا، هو الدواء المعروف باسم إيماتينب  Imatinibو الذي مثَّل نقلة نوعية كبيرة في علاج سرطان الدم النخاعي المزمن Chronic Myeloid Leukemia ، و رغم الطفرة النوعية التي أحدثها إلا أن الحاجة ظلت مُلِحَّة لاستحداث أجيال دوائية جديدة أكثر قوة و فاعلية، للتغلب على مقاومة المرض للعلاج، و عدم حدوث الاستجابة المطلوبة، وفق غريب.

و لذلك ظهر الجيل الثاني من هذه العائلة الدوائية، و التي تتفوق بكثير على الإيماتنيب من حيث الفاعلية و سرعة التأثير، و لكن جاء ذلك على حساب ظهور أعراض جانبية لم تكن واضحة مع الجيل الأول (الإيماتنيب)، من أبرزها تأثيراتها على القلب. فاستخدام هذه الأدوية قد يرتبط بحدوث اضطراب في كهرباء القلب، و قد يتسبب في حدوث أزمات قلبية و جلطات في القلب. يشدد غريب على أن هذا البحث يقدم طريقة مختلفة لتقييم هذا التأثير، و لكن الأهم -من وجهة نظره- هو التطبيق الإكلينيكي المباشر، في إشارة إلى الحاجة لوقت طويل للوصول إلى تطبيقات عملية في هذا المجال.

يتعرف «إيماتينيب» و مثبطات أخرى صغيرة الجزيئات على الخلايا السرطانية و تهاجمها، لكن تتجنب الخلايا الطبيعية، مما يقلل الآثار الجانبية، مقارنةً بالعلاج الكيميائي التقليدي. و منذ اكتشاف «إيماتينيب»، تم تطوير عشرات المثبطات الأخرى لعلاج مختلف أنواع السرطان، غير أن الإثارة الأولى التي أحاطت بهذه الأدوية فترت بظهور مقاومة العقاقير، و هي ظاهرة يعاود فيها المرض الظهور ثانية بعد أشهر من نجاح العلاج الأولي.

هذا البحث يمكن بالفعل استخدامه إكلينيكيًّا في المستقبل، قال د.جوزيف وو -مدير معهد ستانفورد لأمراض القلب و الباحث الرئيسي في الدراسة- ردًّا على ما قدمه د.غريب. و أضاف: نتوقع أن تقل التكلفة و الوقت اللازمان لتخليق هذا النوع من الخلايا و إنتاجه، و عندها سنتمكن من استخدامه للكشف المبكر عن الآثار السلبية لهذه الأدوية على القلب لدى مرضى السرطان.

لكن على الرغم من الاحتمالات المثيرة التي تقدمها هذه الخلايا، تبقى التساؤلات عن سلامة استخدامها جوهريةً. و هو ما تجيب عنه دراسة أخرى نُشرت في مجلة وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم Proceedings of the National Academy of Sciences. عمل الفريق البحثي للدراسة على مقارنة عدد الطفرات التي تحدث في خلايا جذعية مستحثة تم إنتاجها من خلايا ليفية أبوية و الطفرات التي تحدث في خلايا ليفية مستنسخة في المعمل من نفس الخلايا الأبوية. و قد أثبتت دراسة تسلسلات القواعد النيتروجينية أن كلا النوعين من الخلايا يحتوي تقريبًا على عدد مشابه من الطفرات الجديدة التي لم تكن موجودة في الخلايا الأبوية. و خلصت الدراسة إلى أن عملية إعادة البرمجة لإنتاج خلايا جذعية مستحثة لا تتسبب في حدوث طفرات جديدة.

"هذا التساؤل كان مثارًا بالفعل داخل الأوساط العلمية المهتمة بهذا المجال"، تساءلت د.هالة جبر، أستاذ الباثولوجيا الإكلينكية بكلية الطب جامعة القاهرة، و سكرتير الجمعية المصرية للخلايا جذعية المنشأ: هل تؤدي عملية إنتاج الخلايا المستحثة إلى حدوث تغيرات أو طفرات في هذه الخلايا، و بالتالي إلى حدوث أورام مثلًا؟

و توضح جبر: يمكنني القول إن الإجابة التي قدمها البحث المشار إليه "تبدو مطمئنة إلى حد كبير"، لكنني أعتقد أن المزيد من الأبحاث ما زال مطلوبًا في هذه المساحة و غيرها، فهناك أسئلة أخرى أيضًا عن التأثير المناعي إذا جرى إنتاج هذه الخلايا من شخص و نقلها إلى شخص آخر يختلف عنه في التركيب الوراثي.

و أضافت جبر: إذا استطعنا إثبات سلامة استخدام هذه الخلايا بالطرق المختلفة يمكننا أن نحلم بالكثير، كما يمكننا التفكير في استخدام الخلايا الجذعية بصفة عامة في إنتاج أعضاء كاملة، موضحةً أن هذا الهدف هو أحد الطموحات الكبرى لهذا المجال.

و يعلق د.وو على ما أثارته جبر بقوله: "لكن الوضع يختلف بالتأكيد حسب العضو الذي نتحدث عنه"، فالقلب و المخ مثلًا من الأعضاء شديدة التعقيد في تركيبها، و لا أعتقد أن إنتاج أحدها سيتم قبل عقود من الآن.

و يضيف: في المقابل هناك أعضاء أبسط و أسهل في إنتاجها، مثل القصبة الهوائية و المثانة، إذ يمكن العمل على ذلك من خلال إنماء الخلايا على قوالب ثلاثية الأبعاد. و يستطرد: سيكون هذا أسهل بالتأكيد، و أعتقد كذلك أن المستقبل يبدو "واعدًا في مجال أبحاثنا"، إذ نسعى لتطوير أبحاثنا في مجال استخدام هذه الخلايا في أبحاث القلب في مجالي اكتشاف الأدوية و الكشف عن تأثيراتها. و أوضح وو: لكن التكلفة الكبيرة تظل العائق الرئيسي، لذلك نسعى للتعاون مع الشركات العاملة في مجال التكنولوجيا الحيوية؛ لتوفير التمويل اللازم لهذا التطوير.

المصادر :

• https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28202772
• https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2012/press.html
• http://www.pnas.org/content/114/8/1964.full

https://www.scientificamerican.com/arabic/articles/news/create-your-cell-yourself