اكتشاف الخلايا الجذعية يمكن أن يحسن علاجات اللوكيميا وأمراض أخرى
عدم القدرة على الحصول على خلايا الدم الجذعية البشرية ، أو الخلايا الجذعية المكونة للدم (HSCs) ، للتجديد الذاتي في المختبر يعيق التقدم في علاج سرطان الدم وأمراض الدم الأخرى.
الآن ، تشير دراسة جديدة من جامعة كاليفورنيا ، لوس أنجلوس (UCLA) إلى أن الإجابة قد تكمن في بروتين معين - يمكن أن يؤدي تنشيطه إلى توسيع HSCs بشكل كبير في الثقافة.
وجد فريق UCLA أن بروتينًا يسمى MLLT3 هو منظم رئيسي لوظيفة HSC. يوجد البروتين بمستويات عالية في HSCs للأجنة البشرية وحديثي الولادة والبالغين. ومع ذلك ، فإن HSCs المستنبت لديها مستويات منخفضة من MLLT3.
في الآونة الأخيرة طبيعة سجية في ورقة بحثية ، أفاد الباحثون كيف أدى التلاعب بالجين المسؤول عن صنع البروتين إلى "توسع أكثر من 12 ضعفًا في الخلايا الجذعية السرطانية القابلة للزرع".
ميكولا ، أستاذ علم الأحياء الجزيئي والخلوي والنمو في جامعة كاليفورنيا ، لوس أنجلوس ، كبير مؤلفي الورقة البحثية. كانت تدرس HSCs لأكثر من 20 عامًا.
يقول ميكولا: "على الرغم من أننا تعلمنا الكثير عن بيولوجيا هذه الخلايا على مر السنين ، إلا أن أحد التحديات الرئيسية بقي: جعل [HSCs] يتجدد ذاتيًا في المختبر."
وتضيف: "علينا التغلب على هذه العقبة للمضي قدمًا في المجال".
تحتاج HSCs إلى قدرة قوية على التكرار الذاتي
تعتمد جميع أنسجة وخلايا الجسم على خلايا الدم في التغذية والحماية. لإنجاز هذه المهمة الشاقة والشاقة ، يجب أن تكون خلايا الدم قادرة على تجديد نفسها. في البالغين ، تتمتع خلايا الدم وخلايا الجلد بأكبر قدرة تجديد من أي نسيج.
تقع مهمة صنع خلايا دم جديدة على عاتق HSCs. كل يوم ، يصنع جسم الإنسان بلايين من خلايا الدم الجديدة ، بفضل الخلايا الجذعية السرطانية ، التي تصنع أيضًا الخلايا المناعية.
تتواجد الخلايا الجذعية السرطانية في نخاع العظام ، حيث تتجدد ذاتيًا وتنضج إلى أنواع مختلفة من الدم وخلايا المناعة.
يحتاج الأشخاص المصابون بأمراض معينة في الدم أو الجهاز المناعي - مثل اللوكيميا - إلى إمدادات جديدة من الخلايا الجذعية السرطانية لإنتاج خلايا جديدة. لعقود من الزمان ، استخدم الأطباء عمليات زرع نخاع العظام لتعزيز إمداداتهم.
ومع ذلك ، هناك حدود للمدى الذي يمكن أن تقدم فيه عمليات زرع نخاع العظم حلاً. على سبيل المثال ، ليس من الممكن دائمًا العثور على متبرع مطابق ، أو قد يرفض جسم المتلقي الخلايا المزروعة.
مشكلة أخرى يمكن أن تنشأ هي أن عدد الخلايا الجذعية السرطانية المزروعة قد لا يكون كافياً لتوليد ما يكفي من الدم أو الخلايا المناعية لعلاج المرض.
المشكلة مع HSCs المستنبت
حاول العلماء استنبات الخلايا الجذعية السرطانية في المختبر كبديل لزراعة نخاع العظام. ومع ذلك ، فقد واجهت المحاولات المختلفة لزرع الخلايا الجذعية السرطانية المزروعة مشكلة شائعة: فسرعان ما تفقد الخلايا الجذعية السرطانية التي أزالها العلماء من نخاع العظام قدرتها على التجديد الذاتي في الثقافة.
بمجرد أن تفقد الخلايا الجذعية السرطانية القدرة على عمل نسخ جديدة من نفسها ، فإن المستقبل الوحيد الذي يمتلكه هو إما أن يتمايز إلى خلايا متخصصة أو يموت.
بالنسبة للدراسة الجديدة ، نظرت الأستاذة ميكولا وفريقها في ما حدث للجينات حيث فقدت الخلايا الجذعية السرطانية قدرتها على التجديد الذاتي في المختبر.
لقد رأوا أن بعض الجينات قد توقفت عند حدوث ذلك. تختلف الجينات التي تم إيقافها وفقًا لأنواع الخلايا التي تكونت الخلايا الجذعية السرطانية.
لإلقاء نظرة فاحصة ، قام الفريق بتوليد خلايا شبيهة بـ HSC من خلايا جذعية متعددة القدرات لا يمكنها التكاثر الذاتي ، ثم لاحظ نشاطها الجيني.
أظهرت هذه التجربة أن هناك صلة قوية بين قدرة التجديد الذاتي لـ HSCs ونشاط MLLT3 الجين.
نشيط MLLT3 هو شرط ضروري
يبدو أن التعبير العالي عن MLLT3 يضمن إمدادًا وفيرًا من البروتين ، والذي يحمل التعليمات اللازمة لـ HSCs للتجديد الذاتي.
يساعد البروتين آلية HSC على الاستمرار في العمل بينما تقوم الخلية بعمل نسخة من نفسها.
كشفت تجارب أخرى أن إدخال نشط MLLT3 زاد الجين في نواة الخلايا الجذعية السرطانية في الثقافة المختبرية من قدرتها على التكرار الذاتي بمقدار 12 ضعفًا.
"إذا فكرنا في كمية خلايا الدم الجذعية اللازمة لعلاج مريض ، فهذا عدد كبير."
البروفيسور حنا ك.أ.ميكولا
استخدمت الدراسات الأخرى التي حاولت جعل الخلايا الجذعية السرطانية تتجدد ذاتيًا في الثقافة جزيئات صغيرة. ومع ذلك ، واجهت الأستاذة ميكولا وفريقها مشاكل في هذا النهج.
وجدوا أن الخلايا لم تكن قادرة على الحفاظ على مستويات بروتين MLLT3 ، ولم تعمل بشكل جيد عندما زرعها الفريق في الفئران.
الجمع بين الطريقتين
وجد الفريق أن الجمع بين طريقة الجزيء الصغير مع MLLT3 أدى تنشيط الجينات إلى توليد الخلايا الجذعية السرطانية التي تتكامل بشكل صحيح في نخاع العظام في الفئران.
أنتجت هذه الخلايا الجذعية السرطانية أيضًا جميع الأنواع الصحيحة من خلايا الدم واحتفظت بقدرتها على التجديد الذاتي.
القلق الذي يساور العلماء بشأن إنتاج الخلايا الجذعية السرطانية القابلة للزرع في المختبر هو التأكد من أنها تعمل بشكل صحيح بمجرد وجودها في الجسم.
يجب أن تكون الخلايا الجذعية السرطانية قادرة على التكاثر الذاتي بالسرعة الصحيحة ، ويجب ألا تكتسب طفرات قد تؤدي إلى أمراض مثل سرطان الدم.
يبدو أن ضمان مستويات مستقرة من بروتين MLLT3 يلبي هذه المتطلبات.
يعمل الباحثون الآن على طرق التلاعب MLLT3 أكثر أمانًا وسهولة.
