ما هي الخلايا الجذعية وماذا تفعل؟
الخلايا في الجسم لها أغراض محددة ، لكن الخلايا الجذعية هي خلايا ليس لها دور محدد حتى الآن ويمكن أن تصبح تقريبًا أي خلية مطلوبة.
الخلايا الجذعية هي خلايا غير متمايزة يمكن أن تتحول إلى خلايا معينة حسب حاجة الجسم لها.
يهتم العلماء والأطباء بالخلايا الجذعية لأنها تساعد في شرح كيفية عمل بعض وظائف الجسم ، وكيف تسوء أحيانًا.
تظهر الخلايا الجذعية أيضًا نتائج واعدة في علاج بعض الأمراض التي لا يوجد علاج لها حاليًا.
مصادر الخلايا الجذعية
تنشأ الخلايا الجذعية من مصدرين رئيسيين: أنسجة الجسم والأجنة البالغة. يعمل العلماء أيضًا على إيجاد طرق لتطوير الخلايا الجذعية من خلايا أخرى ، باستخدام تقنيات "إعادة البرمجة" الجينية.
الخلايا الجذعية البالغة
يمكن أن تتحول الخلايا الجذعية إلى أي نوع من الخلايا قبل أن تصبح متمايزة.
يحتوي جسم الإنسان على خلايا جذعية طوال حياته. يمكن للجسم استخدام هذه الخلايا الجذعية متى احتاج إليها.
وتسمى أيضًا الخلايا الجذعية الخاصة بالأنسجة أو الخلايا الجذعية الجسدية ، وتوجد الخلايا الجذعية البالغة في جميع أنحاء الجسم منذ وقت نمو الجنين.
الخلايا في حالة غير نوعية ، لكنها أكثر تخصصًا من الخلايا الجذعية الجنينية. تظل في هذه الحالة حتى يحتاجها الجسم لغرض معين ، على سبيل المثال ، خلايا الجلد أو العضلات.
تعني الحياة اليومية أن الجسم يجدد أنسجته باستمرار. في بعض أجزاء الجسم ، مثل الأمعاء ونخاع العظام ، تنقسم الخلايا الجذعية بانتظام لإنتاج أنسجة جديدة للجسم من أجل صيانتها وإصلاحها.
توجد الخلايا الجذعية داخل أنواع مختلفة من الأنسجة. وجد العلماء خلايا جذعية في الأنسجة ، منها:
- الدماغ
- نخاع العظم
- الدم والأوعية الدموية
- عضلات الهيكل العظمي
- بشرة
- الكبد
ومع ذلك ، قد يكون من الصعب العثور على الخلايا الجذعية. يمكن أن تظل غير مقسمة وغير محددة لسنوات حتى يستدعيها الجسم لإصلاح أو زراعة أنسجة جديدة.
يمكن أن تنقسم الخلايا الجذعية البالغة أو تتجدد ذاتيًا إلى أجل غير مسمى. هذا يعني أنه يمكنهم توليد أنواع مختلفة من الخلايا من العضو الأصلي أو حتى تجديد العضو الأصلي بالكامل.
هذا الانقسام والتجدد هما الكيفية التي يلتئم بها جرح الجلد ، أو كيف يمكن لعضو مثل الكبد ، على سبيل المثال ، إصلاح نفسه بعد التلف.
في الماضي ، اعتقد العلماء أن الخلايا الجذعية البالغة لا يمكنها التمايز إلا بناءً على نسيجها الأصلي. ومع ذلك ، تشير بعض الأدلة الآن إلى أنها يمكن أن تتمايز لتصبح أنواعًا أخرى من الخلايا أيضًا.
الخلايا الجذعية الجنينية
منذ المرحلة الأولى من الحمل ، بعد تلقيح الحيوانات المنوية للبويضة ، يتشكل الجنين.
بعد حوالي 3-5 أيام من إخصاب الحيوان المنوي للبويضة ، يتخذ الجنين شكل كيسة أريمية أو كرة من الخلايا.
تحتوي الكيسة الأريمية على خلايا جذعية وسيتم زرعها لاحقًا في الرحم. تأتي الخلايا الجذعية الجنينية من كيسة أريمية عمرها 4-5 أيام.
عندما يأخذ العلماء الخلايا الجذعية من الأجنة ، فعادة ما تكون هذه أجنة إضافية ناتجة عن الإخصاب في المختبر (IVF).
في عيادات التلقيح الاصطناعي ، يقوم الأطباء بتخصيب عدة بويضات في أنبوب اختبار للتأكد من نجاة واحدة على الأقل. سيقومون بعد ذلك بزرع عدد محدود من البويضات لبدء الحمل.
عندما يقوم الحيوان المنوي بتلقيح البويضة ، تتحد هذه الخلايا لتشكل خلية واحدة تسمى البيضة الملقحة.
ثم يبدأ هذا الزيجوت أحادي الخلية في الانقسام ، مكونًا 2 ، 4 ، 8 ، 16 خلية ، وهكذا. الآن هو جنين.
بعد فترة وجيزة ، وقبل أن ينغرس الجنين في الرحم ، هذه الكتلة التي تتكون من حوالي 150-200 خلية هي الكيسة الأريمية. تتكون الكيسة الأريمية من جزأين:
- كتلة خلوية خارجية تصبح جزءًا من المشيمة
- كتلة خلوية داخلية تتطور إلى جسم الإنسان
كتلة الخلايا الداخلية هي المكان الذي توجد فيه الخلايا الجذعية الجنينية. يطلق العلماء على هذه الخلايا الكاملة القدرة. يشير المصطلح الكامل إلى حقيقة أن لديهم إمكانية كاملة للتطور إلى أي خلية في الجسم.
مع التحفيز الصحيح ، يمكن أن تصبح الخلايا خلايا الدم وخلايا الجلد وجميع أنواع الخلايا الأخرى التي يحتاجها الجسم.
في بداية الحمل ، تستمر مرحلة الكيسة الأريمية لمدة 5 أيام تقريبًا قبل زرع الجنين في الرحم أو الرحم. في هذه المرحلة ، تبدأ الخلايا الجذعية في التمايز.
يمكن أن تتمايز الخلايا الجذعية الجنينية إلى أنواع خلايا أكثر من الخلايا الجذعية البالغة.
الخلايا الجذعية الوسيطة (MSCs)
تأتي الخلايا الجذعية السرطانية من النسيج الضام أو السدى الذي يحيط بأعضاء الجسم والأنسجة الأخرى.
استخدم العلماء الخلايا الجذعية السرطانية لإنشاء أنسجة جديدة للجسم ، مثل خلايا العظام والغضاريف والدهون. قد يلعبون يومًا ما دورًا في حل مجموعة واسعة من المشكلات الصحية.
الخلايا الجذعية المستحثة متعددة القدرات (iPS)
يصنع العلماء هذه في المختبر ، باستخدام خلايا الجلد وخلايا أخرى خاصة بالأنسجة. تتصرف هذه الخلايا بطريقة مشابهة للخلايا الجذعية الجنينية ، لذا يمكن أن تكون مفيدة في تطوير مجموعة من العلاجات.
ومع ذلك ، من الضروري إجراء المزيد من البحث والتطوير.
لتنمية الخلايا الجذعية ، يستخرج العلماء أولاً عينات من أنسجة البالغين أو من جنين. ثم يضعون هذه الخلايا في مزرعة خاضعة للرقابة حيث تنقسم وتتكاثر ولكنها لن تتخصص أكثر.
تسمى الخلايا الجذعية التي تنقسم وتتكاثر في مزرعة خاضعة للرقابة بخط الخلايا الجذعية.
يقوم الباحثون بإدارة ومشاركة خطوط الخلايا الجذعية لأغراض مختلفة. يمكنهم تحفيز الخلايا الجذعية على التخصص بطريقة معينة. تُعرف هذه العملية باسم التمايز الموجه.
حتى الآن ، كان من الأسهل زراعة أعداد كبيرة من الخلايا الجذعية الجنينية مقارنة بالخلايا الجذعية البالغة. ومع ذلك ، يحرز العلماء تقدمًا في كلا النوعين من الخلايا.
أنواع الخلايا الجذعية
يصنف الباحثون الخلايا الجذعية حسب قدرتها على التمايز إلى أنواع أخرى من الخلايا.
الخلايا الجذعية الجنينية هي الأكثر فعالية ، حيث أن وظيفتها هي أن تصبح كل نوع من الخلايا في الجسم.
التصنيف الكامل يشمل:
Totipotent: يمكن لهذه الخلايا الجذعية أن تتمايز إلى جميع أنواع الخلايا الممكنة. تكون الخلايا القليلة الأولى التي تظهر عندما تبدأ البيضة الملقحة في الانقسام مكتملة النمو.
متعددة القدرات: يمكن أن تتحول هذه الخلايا إلى أي خلية تقريبًا. الخلايا من الجنين المبكر متعددة القدرات.
متعدد القدرات: يمكن لهذه الخلايا أن تتمايز إلى عائلة من الخلايا وثيقة الصلة. على سبيل المثال ، يمكن أن تصبح الخلايا الجذعية المكونة للدم عند البالغين خلايا دم حمراء وبيضاء أو صفائح دموية.
قليل الفعالية: يمكن أن تتمايز إلى عدة أنواع مختلفة من الخلايا. يمكن للخلايا الليمفاوية أو الخلايا الجذعية النخاعية البالغة القيام بذلك.
وحيد القدرة: يمكن لهذه الخلايا فقط إنتاج خلايا من نوع واحد ، وهو نوع خاص بها. ومع ذلك ، فهي لا تزال خلايا جذعية لأنها قادرة على تجديد نفسها. تشمل الأمثلة الخلايا الجذعية العضلية البالغة.
تعتبر الخلايا الجذعية الجنينية متعددة القدرات بدلاً من كونها مكتملة النمو لأنها لا يمكن أن تصبح جزءًا من الأغشية الجنينية الإضافية أو المشيمة.
الاستخدامات
لا تخدم الخلايا الجذعية نفسها أي غرض واحد ولكنها مهمة لعدة أسباب.
أولاً ، مع التحفيز الصحيح ، يمكن للعديد من الخلايا الجذعية أن تلعب دور أي نوع من الخلايا ، ويمكنها تجديد الأنسجة التالفة ، في ظل الظروف المناسبة.
هذه الإمكانية يمكن أن تنقذ الأرواح أو تصلح الجروح وتلف الأنسجة لدى الأشخاص بعد مرض أو إصابة. يرى العلماء العديد من الاستخدامات الممكنة للخلايا الجذعية.
تجديد الأنسجة
ربما يكون تجديد الأنسجة هو أهم استخدام للخلايا الجذعية.
حتى الآن ، كان على الشخص الذي يحتاج إلى كلية جديدة ، على سبيل المثال ، انتظار متبرع ثم الخضوع لعملية زرع.
هناك نقص في أعضاء المتبرعين ، ولكن من خلال توجيه الخلايا الجذعية للتمييز بطريقة معينة ، يمكن للعلماء استخدامها لتنمية نوع أو عضو معين من الأنسجة.
على سبيل المثال ، استخدم الأطباء بالفعل خلايا جذعية من تحت سطح الجلد مباشرة لصنع أنسجة جلد جديدة. يمكنهم بعد ذلك إصلاح الحروق الشديدة أو أي إصابة أخرى عن طريق تطعيم هذا النسيج على الجلد التالف ، وسينمو الجلد الجديد مرة أخرى.
علاج أمراض القلب والأوعية الدموية
في عام 2013 ، أفاد فريق من الباحثين من مستشفى ماساتشوستس العام في الإصدار المبكر PNAS أنهم صنعوا أوعية دموية في فئران التجارب باستخدام الخلايا الجذعية البشرية.
في غضون أسبوعين من زرع الخلايا الجذعية ، تكونت شبكات من الأوعية الدموية المروية. كانت جودة هذه الأوعية الدموية الجديدة جيدة مثل الأوعية الطبيعية القريبة.
يأمل المؤلفون أن يساعد هذا النوع من التقنية في نهاية المطاف في علاج الأشخاص المصابين بأمراض القلب والأوعية الدموية.
علاج أمراض الدماغ
قد يتمكن الأطباء يومًا ما من استخدام الخلايا والأنسجة البديلة لعلاج أمراض الدماغ ، مثل مرض باركنسون ومرض الزهايمر.
في مرض باركنسون ، على سبيل المثال ، يؤدي تلف خلايا الدماغ إلى حركات العضلات غير المنضبطة. يمكن للعلماء استخدام الخلايا الجذعية لتجديد أنسجة المخ التالفة. هذا يمكن أن يعيد خلايا الدماغ المتخصصة التي توقف حركات العضلات غير المنضبطة.
لقد حاول الباحثون بالفعل تمييز الخلايا الجذعية الجنينية في هذه الأنواع من الخلايا ، لذا فإن العلاجات واعدة.
علاج نقص الخلايا
يأمل العلماء يومًا ما أن يكونوا قادرين على تطوير خلايا قلب صحية في المختبر بحيث يمكنهم زرعها في الأشخاص المصابين بأمراض القلب.
يمكن لهذه الخلايا الجديدة إصلاح تلف القلب عن طريق إعادة ملء القلب بالأنسجة السليمة.
وبالمثل ، يمكن للأشخاص المصابين بداء السكري من النوع الأول تلقي خلايا البنكرياس لتحل محل الخلايا المنتجة للأنسولين التي فقدها أو دمرتها أجهزة المناعة لديهم.
العلاج الحالي الوحيد هو زرع البنكرياس ، ويتوفر عدد قليل جدًا من البنكرياس للزراعة.
علاجات أمراض الدم
يستخدم الأطباء الآن بشكل روتيني الخلايا الجذعية المكونة للدم عند البالغين لعلاج الأمراض ، مثل سرطان الدم وفقر الدم المنجلي ومشاكل نقص المناعة الأخرى.
تحدث الخلايا الجذعية المكونة للدم في الدم ونخاع العظام ويمكن أن تنتج جميع أنواع خلايا الدم ، بما في ذلك خلايا الدم الحمراء التي تحمل الأكسجين وخلايا الدم البيضاء التي تقاوم الأمراض.
التبرع بالخلايا الجذعية أو حصادها
يمكن للناس التبرع بالخلايا الجذعية لمساعدة أحبائهم ، أو ربما لاستخدامهم في المستقبل.
يمكن أن تأتي التبرعات من المصادر التالية:
نخاع العظام: تؤخذ هذه الخلايا تحت تأثير مخدر عام ، عادة من عظم الورك أو الحوض. يقوم الفنيون بعد ذلك بعزل الخلايا الجذعية من النخاع العظمي للتخزين أو التبرع.
الخلايا الجذعية المحيطية: يتلقى الشخص عدة حقن تجعل نخاع العظم يفرز الخلايا الجذعية في الدم. بعد ذلك ، يُزال الدم من الجسم ، وتفصل الآلة الخلايا الجذعية ، ويعيد الأطباء الدم إلى الجسم.
دم الحبل السري: يمكن حصاد الخلايا الجذعية من الحبل السري بعد الولادة دون الإضرار بالطفل. يتبرع بعض الناس بدم الحبل السري ، والبعض الآخر يخزنه.
قد يكون حصاد الخلايا الجذعية مكلفًا ، لكن مزايا الاحتياجات المستقبلية تشمل:
- يمكن الوصول إلى الخلايا الجذعية بسهولة
- فرصة أقل لرفض الأنسجة المزروعة إذا جاءت من جسم المتلقي نفسه
البحث والاكتشاف العلمي
الخلايا الجذعية مفيدة ليس فقط كعلاجات محتملة ولكن أيضًا للأغراض البحثية.
على سبيل المثال ، وجد العلماء أن تشغيل جين معين أو إيقاف تشغيله يمكن أن يتسبب في تمايزه. إن معرفة هذا يساعدهم على معرفة الجينات والطفرات التي تسبب التأثيرات.
مسلحين بهذه المعرفة ، قد يكونون قادرين على اكتشاف أسباب مجموعة واسعة من الأمراض والحالات ، وبعضها ليس له علاج حتى الآن.
يعد الانقسام والتمايز غير الطبيعي للخلايا مسؤولاً عن الحالات التي تشمل السرطان والإعاقات الخلقية التي تنشأ منذ الولادة. معرفة أسباب انقسام الخلايا بطريقة خاطئة يمكن أن يؤدي إلى العلاج.
يمكن أن تساعد الخلايا الجذعية أيضًا في تطوير عقاقير جديدة. بدلاً من اختبار الأدوية على متطوعين من البشر ، يمكن للعلماء تقييم كيفية تأثير الدواء على الأنسجة الطبيعية والصحية عن طريق اختباره على الأنسجة المزروعة من الخلايا الجذعية.
فيديو: ما هي الخلايا الجذعية؟
شاهد الفيديو لمعرفة المزيد عن الخلايا الجذعية.
الجدل
كان هناك بعض الجدل حول أبحاث الخلايا الجذعية. يتعلق هذا بشكل أساسي بالعمل على الخلايا الجذعية الجنينية.
استخدام الأجنة للخلايا الجذعية
الحجة ضد استخدام الخلايا الجذعية الجنينية هي أنها تدمر الكيسة الأريمية البشرية ، ولا يمكن أن تتطور البويضة المخصبة إلى إنسان.
في الوقت الحاضر ، يبحث الباحثون عن طرق لإنشاء أو استخدام الخلايا الجذعية التي لا تحتوي على أجنة.
اختلاط البشر والحيوانات
غالبًا ما تتضمن أبحاث الخلايا الجذعية إدخال خلايا بشرية في الحيوانات ، مثل الفئران أو الجرذان. يجادل بعض الناس بأن هذا يمكن أن يخلق كائنًا هو جزء من الإنسان.
في بعض البلدان ، يعد إنتاج سلالات الخلايا الجذعية الجنينية أمرًا غير قانوني. في الولايات المتحدة ، يمكن للعلماء إنشاء خطوط الخلايا الجذعية الجنينية أو العمل معها ، ولكن من غير القانوني استخدام الأموال الفيدرالية للبحث عن خطوط الخلايا الجذعية التي تم إنشاؤها بعد أغسطس 2001.
العلاج بالخلايا الجذعية وتنظيم إدارة الغذاء والدواء
يقدم بعض الأشخاص بالفعل "علاجات الخلايا الجذعية" لمجموعة من الأغراض ، مثل العلاجات المضادة للشيخوخة.
ومع ذلك ، فإن معظم هذه الاستخدامات لا تحصل على موافقة من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA). قد يكون بعضها غير قانوني ، وبعضها قد يكون خطيرًا.
يجب على أي شخص يفكر في علاج الخلايا الجذعية أن يراجع مقدم الخدمة أو إدارة الأغذية والعقاقير (FDA) أن المنتج حاصل على الموافقة ، وأنه تم تصنيعه بطريقة تتوافق مع معايير إدارة الغذاء والدواء للأمان والفعالية.
