خلايا جلد بشرية تتحوّل مباشرةً إلى خلايا عصبية حركية!

تتيح تقنية جديدة دراسة الخلايا العصبية الحركية في الجهاز العصبي المركزي البشري في المختبر. بخلاف خلايا الفئران العصبية الحركية التي تُدرس عادةً، تشكّل الخلايا العصبية الحركية البشرية التي تنمو في المختبر أداة جديدة، بما أن الباحثين يعجزون عن أخذ عينات من هذه الخلايا العصبية من أشخاص أحياء. في المقابل، يسهل عليهم أخذ عينات من الجلد.

علاوة على ذلك، يلغي تفادي مرحلة الخلايا الجذعية المخاوف الأخلاقية التي تنشأ عند إنتاج ما يُعرف بالخلايا الجذعية الوافرة القدرة، التي تشبه الخلايا الجذعية الجنينية في قدرتها على التحوّل إلى شتى أنواع الخلايا البالغة. والأهم من ذلك أن تجنّب مرحلة الخلايا الجذعية يسمح للخلايا العصبية الحركية الناجمة بأن تحافظ على سن خلايا الجلد الأصلية وبالتالي سن المريض. ويُعتبر حفاظ هذه الخلايا على السن الزمنية أساسياً عند دراسة الأمراض العصبية التنكسية التي تصيب الناس في أعمار مختلفة وتسوء على مدى العقود.

خلايا عصبية حركية

يذكر الدكتور أندرو س. يو، باحث بارز في الدراسة وبروفسور مساعد متخصص في علم الأحياء التنموي: «لم نستخدم في هذه الدراسة سوى خلايا جلد من بالغين أصحاء تتراوح أعمارهم بين مطلع العشرينيات وأواخر الستينيات. كشف بحثنا هذا كيفية عمل جزيئات الحمض النووي الريبي الصغير مع إشارات خلوية أخرى تُدعى عوامل نسخ، بغية توليد أنواع محددة من الخلايا العصبية، وفي هذه الحالة خلايا عصبية حركية. نأمل في المستقبل أن ندرس خلايا جلد من مرضى يعانون اضطرابات في الخلايا العصبية الحركية. فمن المفترض أن تعكس عملية التحويل التي نعتمدها أوجهاً من بداية المرض المتأخرة باستخدام خلايا عصبية من مرضى يعانون هذه الحالة».

يضيف يو: «يمكننا تشبيه العودة إلى مرحلة الخلايا الجذعية الوافرة القدرة على تدمير المنزل وإعادة بناء آخر من الصفر. أما الطريقة التي نتبعها فأقرب إلى عملية ترميم وتجديد. نبدّل الداخل إلا أننا نحافظ على البنية الأصلية، ما يحفظ خصائص خلايا الشخص البالغ العصبية المسنة التي نود دراستها».

إذاً، من الممكن لقدرة العلماء على تحويل خلايا الجلد البشرية إلى أنواع خلايا أخرى، مثل الخلايا العصبية، أن تساهم في تعزيز فهمهم الأمراض وتقود إلى اكتشاف طرق جديدة لشفاء الأنسجة والأعضاء المتضررة، علماً أن هذا المجال يُدعى طب التجديد.

خلايا عصبية شائكة

بغية تحويل خلايا الجلد إلى خلايا عصبية حركية، عرّض الباحثون هذه الخلايا إلى إشارات جزيئية تنتشر عادةً في مستويات عالية من الدماغ. كانت أعمال يو وزملاؤه السابقة (في جامعة ستانفورد آنذاك) قد أظهرت أن التعرض لقصاصتَين قصيرتَين من الحمض النووي الريبي يحوّل خلايا الجلد البشرية إلى خلايا عصبية. ويؤدي هذان الجزءان الصغريان من الحمض النووي الريبي، اللذان يُدعيان miR-9 وmiR-124، دوراً في إعادة تغليف التوجيهات الجينية في الخلية.

في الدراسة الجديدة، تعمّق الباحثون بدقة وشمولية في خصائص عملية إعادة التغليف هذه، مفصّلين كيف أُعيدت برمجة خلايا الجلد لتصبح خلايا عصبية عامة وكيف وُجّهت بعد ذلك لتتحوّل إلى أنواع محددة من الخلايا العصبية. اكتشف الباحثون أن الجينات المعنية في هذه العملية تصبح جاهزة للتعبير، إلا أنها تبقى خاملة إلى أن تُزوَّد بتركيبة الجزيئات الصحيحة. وبعد إجراء الكثير من التجارب على عدد كبير من التركيبات، لاحظ الباحثون أن إضافة إشارتين أخريين إلى الخليط (عاملَي النسخ ISL1 وLHX3) تحوّل خلايا الجلد إلى خلايا عصبية حركية في النخاع الشوكي في غضون 30 يوماً.

أظهرت دراسة سابقة أعدها فريق يو أن التعرض إلى جزءَي الحمض النووي الريبي الصغريين عينهما، miR-9

وmiR-124، فضلاً عن خليط مختلف من عوامل النسخ، يحوّل خلايا الجلد إلى نوع مختلف من الخلايا العصبية. وفي هذه الحالة، أصبحت خلايا الجلد خلايا عصبية شائكة متوسطة الحجم في الجسم المخطط، علماً أن هذه الخلايا هي ما يتضرر في مرض هنتنغتون (اضطراب جيني وراثي مميت يسبب حركات عضلية لاإرادية وتراجعاً معرفياً نحو منتصف سن البلوغ).