طوّرعُلماء بالمعهد السويسري الفيدرالي للتكنولوجيا (EPFL) طريقةً جديدةً لتحويل الخلايا الجسدية العادية إلى خلايا جذعية عن طريق ضغطها بطريقة معيّنة، وهي طريقة واعدة لإنتاج الخلايا الجذعية على نطاقٍ واسع للأغراض الطبية.
تُمثِّل الخلايا الجذعية نقطة اهتمام كبيرة لدى الطبّ الحديث، حيث تتمثل أهميتها القصوى في قدرتها على التحوّل إلى أنواع الخلايا المختلفة في الأعضاء، مُتيحةً بذلك القدرة على علاج مدى واسع من الإصابات والأمراض من مرض الشلل الرعاش(parkinson’s syndrome) إلى السكري.
ولكن كانت المُعضلة تتمثّل في تصنيع النوع المنشود من الخلايا الجذعية بطريقة مُوحَّدة، ولذلك بقى ذلك تحديًا لفترة، حتى تمكن علماء بمؤسسة EPFL بتطوير مادة لزجة تُشبه (الجِل-Gel)، يقوم ذلك الجِل بتعزيز قدرة الخلايا العادية للتحول إلى خلايا جذعية بواسطة ضغطها مُجتمّعةً بشكلٍ مُعين.
تمّ نشر هذه الدراسة بمجلة Nature Materials، مُشيرةً إلى قدرة هذه الدراسة على إنتاج خلايا جذعية على نطاقٍ واسع تُستخدم في التطبيقات المُختلفة.
هناك أنواع مختلفة من الخلايا الجذعية، ولكن النوع الذي يأخذ أكبر اهتمام من الطب، هو الخلايا الجذعية المستحثَّة مُتعددة القدرات( Induced PluripotentStem Cell iPSC)، المُشتقة من الخلايا الناضجة البالغة التي تم إعادة برمجتها لتتصرف مثل الخلايا الجذعية، ولذلك سُميّت بالمستحثة (لكونها تأتي من خلايا بالغة)، يتم استخدام هذا النوع من الخلايا الجذعية في التحول إلى أنواع الخلايا المختلفة، سواء كانت كبديّة، بنكرياسية، رئوية، أو حتى جلدية.
كانت هناك محاولات عديدة لتصميم طريقة موحدة لإنتاج هذا النوع من الخلايا الجذعية، ولكن كانت أفضل المحاولات الناجحة غير فعّالة بشكل كبير، خاصةً بالنسبة للاستخدامات واسعة النطاق، وكان ذلك نابعًا من التعامل مع الخلايا في المعمل بشكل ثنائي الأبعاد في مزرعة الخلايا أو أطباق (بيتري-petridishes) (أي أن تصميم الخلايا ودراستها كان بدراسة طبقة واحدة منها) بينما الخلايا في الجسد العادي تتواجد بشكل ثلاثي الأبعاد.
في إحدى معامل معهد EPFL يُدعى معمل ماتياس لوتولف، قد تم تطوير طريقة ممكنة للتغلب على هذا التحدي، بتطوير أسلوب ثلاثي الأبعاد للتعامل مع الخلايا، ويتم فيه وضع الخلايا العادية بداخل الجِل ومعها مواد مغذية، ويُخبرنا لوتولف القائم على المعمل الذي تمّت به الدراسة: «لقد حاولنا مُحاكاة طبيعة الخلايا بداخل الجسد في بُعدٍ ثلاثي، ونظرنا كيف يتم تعزيز قدرة تلك الخلايا للتصرف مثل الخلايا الجذعية، وبعد وقتٍ قريب، اندهشنا عندما رأينا أن الخلايا يتم إعادة برمجتها للتحول إلى خلايا جذعية عن طريق البيئة المُحيطة بتلك الخلايا.» البيئة المُحيطة في هذه الحالة هي المادة اللزجة، الجِل.
وجد الباحثون أن هناك إمكانية لإعادة برمجة الخلايا العادية، بصورة أسرع وأكثر فعالية من الطرق الموجودة حاليًا، عن طريق ضبط تركيبة المادة اللزجة، بالتالي ضبط صلابتها وكثافتها، ونتيجة لذلك يقوم الجل بعمل ضغوط غير متساوية على جوانب الخلايا الموضوعة بداخله، وهو ما أطلقنا عليه بعملية الضغط.
لأنها ظاهرة جديدة، فهي لازلت غير مفهومة بشكل كُلي، ولكن بشكل عام، العلماء يعتقدون أن المفتاح الذي يحلّ اللغز بأكمله هو الطبيعة ثُلاثية الأبعاد التي نتعامل مع الخلايا عن طريقها، من خلالها يتم التأثير على الخلايا بإشارات ميكانيكية نتيجة الضغط على أغشية الخلايا، التي تشترك مع عوامل النمو التي تجعل عملية التحويل إلى خلايا جذعية تتم بشكلٍ أسهل.
يقول لوتولف: «لكل خلية هناك منطقة تُسمَّى بالمنطقة الحلوة (The sweet spot) والتي يتوافر فيها العوامل الكيميائية والفيزيائية التي تُتيح التحوّل الكافي، بمجرد أن تجد تلك المنطقة، تكن عملية التحول على نطاق إنتاجي كبير مسألة وقت ومصادر ليس أكثر.
لهذا الاكتشاف تأثير عظيم في إمكانية تحويل كميات كبيرة من الخلايا البالغة إلى خلايا جذعية، حيث يمكن تطبيق هذه الدراسة الجديدة في إنتاج عدد كبير من الخلايا الجذعية على نطاق صناعي، وهذا ما يأمله القائمون بمعمل لتولف، ولكن تركيزهم الأكبر في فهم هذه الظاهرة، وكيفية إيجاد هذه المنطقة الحُلوة في خلايا الجسم المختلفة.
