لأول مرة.. العلماء ينجحون في مسح ذاكرة الخلية بالكامل قبل تحويلها إلى خلية جذعية!

وذلك لدفع خلايا الجلد المتواضعة لتضحي أنسجة مرنة تعرف بالخلايا الجذعية المستحثة المتعددة القدرات (iPSCs).

ولا تزال هذه الخلايا المحددة تحتفظ ببعض التذكيرات الجينية لوقتها كنسيج مكتمل النمو، ما يؤثر على استخدامها كصفحة بيضاء.

الآن، قام فريق دولي من الباحثين بعمل أفضل: إيجاد طريقة جديدة لمسح ذاكرة الخلية حتى تمكن إعادة برمجتها بشكل أفضل كخلية جذعية.

وقد يبدو كل هذا وكأنه بعض السحر الجزيئي، ولكن الخلايا الجذعية المستحثة المتعددة القدرات (iPSCs) كما هي معروفة بدأ استخدامها في الأبحاث الطبية لنمذجة الأمراض وتطوير العلاجات في عام 2006.

وقد دشن اكتشافها من قبل عالمين يابانيين عالَما جديدا من الطب التجديدي، حيث يمكن هندسة الخلايا الجذعية الشبيهة بتلك التي لدى الجنين من خلايا بشرية بالغة عادية باستخدام مجموعة من عوامل إعادة البرمجة.

وتشكل iPSCs نقطة انطلاق للعلاجات الفردية القائمة على الخلايا، والتي يمكن أن تحل محل الأنسجة التالفة أو المريضة.

وفي المختبر، استخدم العلماء الخلايا الجذعية المحفزة المتعددة القدرات لتنمية أنسجة القلب التي تنبض مثل خلايا القلب الحقيقية وهندسة نسخ طبق الأصل مصغرة من الأعضاء، تسمى العُضيّات.

أعطتنا الخلايا iPSCs أيضا رؤية لا مثيل لها حول أساسيات انقسام الخلايا، والأمراض التنكسية العصبية مثل مرض ألزهايمر ومرض الخلايا العصبية الحركية.

لكن عملية تشكيل الخلايا iPSCs ليست مثالية: فبعض الخلايا يحتفظ بالتعديلات اللاجينية المطبقة على الحمض النووي الخاص بها في حالتها المتمايزة، أو حتى تخضع لتغيرات عفوية على هذه "الذكريات" اللاجينية التي يمكن أن تؤثر على سلوك الخلية.

إقرأ المزيد

اكتشاف جين قد يمنح البشر حياة طويلة عقب اختباره بنجاح على الفئران

وهذا يمكن أن يخلق اختلافات وظيفية بين الخلايا الجذعية المتعددة القدرات والخلايا الجذعية الجنينية التي من المفترض أن تقلدها، والخلايا المتخصصة المستمدة منها فيما بعد، ما يحد من استخدامها، كما يوضح معد الدراسة ريان ليستر، عالم الأحياء الجينومي في جامعة ويسترن، أستراليا.

لذا سعى ليستر وزملاؤه إلى فهم متى تظهر تلك التشوهات في أثناء إعادة برمجة الخلية ومعرفة كيفية تجنبها أو محوها وغيرها من العلامات العالقة.

وقام الفريق بتحديد ملامح التعبير الجيني في أثناء تحرك الخلايا خلال عملية إعادة البرمجة، لمعرفة الجينات التي تم تشغيلها ومتى.

يلتف جزء كبير من الحمض النووي للخلية حول بروتينات ضخمة تسمى الهستونات، ما يحمي تلك الأجزاء من الآليات الخلوية التي تتمثل مهمتها في فك تشفير الجينات إلى بروتينات.

واعتمادا على مكان وضع الهستونات، قد لا تستجيب الخلية للإشارات الكيميائية التي يرسلها إليها العلماء، وفي هذه الحالة تحمل ذاكرة فوق جينية من خلال عملية إعادة البرمجة.

وتحاكي الطريقة الجديدة، التي تسمى إعادة برمجة المعالجة الساذجة العابرة (TNT)، إعادة ضبط الجينوم الخلوي للخلية الذي يحدث في التطور الجنيني المبكر جدا، قبل وبعد زرع الجنين نفسه في جدار الرحم.

وفي سلسلة من التجارب على الخلايا، أظهر الباحثون أن إعادة برمجة مادة TNT "تمحو بشكل فعال الذاكرة اللاجينية"، خاصة في المناطق المكتظة بالحمض النووي - ولكن دون حذف المعلومات المهمة الأخرى المطبوعة على الجينوم.

ونتيجة لذلك، أصبحت الخلايا المعادة برمجتها تشبه الخلايا الجذعية الشبيهة بالجنين بشكل أفضل في وظيفتها وعلى المستوى الجزيئي.

ويقول ليستر: "نتوقع أن تؤسس إعادة برمجة مادة TNT معيارا جديدا للعلاجات الخلوية والأبحاث الطبية الحيوية، وستعزز تقدمها بشكل كبير".

نشرت الدراسة في مجلة الطبيعة.

المصدر: ساينس ألرت