تطور مفاجئ في فهم كيفية تحول الخلايا الجذعية الى خلاية متخصصة

علماء في معهد سانفورد بورنهام للكشف الطبي “Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute “(SBP) أحرزوا تقدمًا كبيرًا في فهم كيف يمكن لخلايا الكائن الحي، والتي تحتوي كلها على نفس المعلومات الوراثية، أن تصبح متنوعة جداً. وتظهر الدراسة التي نشرت اليوم في الخلية الجزيئية (Molecular Cell) إن بروتين يسمى OCT4 يضيق صنف الخلايا التي يمكن أن تتحول اليه الخلايا الجذعية. هذه النتائج يمكن أن تؤثر في الجهود الرامية لإنتاج أنواع معينة من الخلايا لعلاجات مستقبلية لعلاج مجموعة واسعة من الأمراض، كذلك تساعد في فهم أي الخلايا تتأثر بالعقاقير المؤثرة في تخصيص الخلية.

لازلو ناجي (Laszlo Nagy)، دكتور في الطب، وأستاذ ومدير برنامج التحكم الجيني بالآيض والمؤلف المشرف على الدراسة قال ” لقد وجدنا أن البروتين المُحدد للخلايا الجذعية OCT4 يًحفز بعض الجينات التي، عند تفعيلها، تتسبب في تمايز الخلية، أو أن تصبح أكثر تخصصا.” وأضاف “هذا التحفيز الأولي يخصص أستجابات الخلايا الجذعية للإشارات التي تحفز على التمايز ويجعل العملية الجينية الكامنة أكثر كفاءة.”

كائن حي – مثل الإنسان – يتطور من أبسط، وأبكر شكل إلى مرحلة النضج، تتحول خلاياه من حالة مرنة للغاية – الخلايا الجذعية – إلى أنواع أكثر تخصصاً والتي تشكل أنسجته. العديد من المختبرات تحاول إعادة هذه العملية بأيجاز لتوليد أنواع معينة من الخلايا التي يمكن زرعها في المرضى لعلاج المرض. على سبيل المثال، زرع خلايا بيتا في البنكرياس يمكن أن يعالج مرض السكري، والخلايا العصبية التي تنتج الدوبامين يمكنها علاج مرض الرعاش ((Parkinson’s.

تظهر الدراسة الجديدة أنه في بعض الجينات، OCT4 يتعاون أيضا مع عوامل النسخ التي يتم تفعيلها من خلال أشارات خارجية، مثل مستقبلات حمض الريتينويك RAR(فيتامين أ) وبيتا كاتينين (beta-catenin )، لتشغيل الجينات الخاصة بهم. فيتامين (أ) يحول الخلايا الجذعية إلى السلائف العصبية، وتفعيل بيتا كاتينين بواسطة Wnt إما يدعم تعدد القدرات أو يعزز التمايز غير العصبي، اعتماداً على الإشارات الأخرى الموجودة. أستخدام هذه العوامل يحفز مجموعة فرعية من الجينات حيث تنشط العوامل المستجيبة للأشارة.

أضاف ناجي “نتائجنا تشير إلى المبدأ العام لكيفية حثّ نفس إشارة التمايز تحولات مختلفة في أنواع مختلفة من الخلايا”. “بينما في الخلايا الجذعية، OCT4 يستخدم RAR لجينات الخلايا العصبية، في خلايا نخاع العظام، عامل نسخ آخر يستخدم RAR لجينات برنامج خلايا الدم المحببة. العوامل التي تحدد آثار إشارات التمايز في خلايا نخاع العظام – وأنواع أخرى من الخلايا – لا يزال لم يحدد بعد “.

قال ناجي “بمعنى من المعاني، وجدنا رمز الخلايا الجذعية الذي يربط المدخلات – إشارات مثل فيتامين (أ) وWNT – إلى المُخرَجَات. الآن نحن نخطط لأستكشاف ما إذا كانت عوامل النسخ الأخرى تتصرف على نحو مماثل لOCT4 – وهذا للعثور على التعليمات البرمجية في أنواع الخلايا الأكثر نضجًا.

“إذا كان لدى عوامل أخرى أيضا هذه الوظيفة المزدوجة – على حد سواء تحافظ على حالتها الراهنة وتحفز جينات معينة للأستجابة لأشارات خارجية – هذا من شأنه أن يجيب على السؤال الرئيسي في البيولوجيا التطورية ويعزز مجال أبحاث الخلايا الجذعية.”

وقد أجريت هذه الدراسة بالتعاون مع علماء في جامعة ديبرتشن في المجر، جامعة ليستر في المملكة المتحدة، ومعهد ماكس بلانك لعلم الوراثة الجزيئي، جامعة فورتسبورغ، ومركز ديلبروك وماكس للطب الجزيئي في ألمانيا، معهد دي علم الجينوم في فرنسا، وكلية طب وايل كورنيل، وبدعم من المنح المقدمة من الصندوق المجري للبحث العلمي، وبرنامج أبحاث الدماغ المجري، والمعاهد الوطنية الأميركية للصحة.

المصدر: هنا