+90 (555) 110 00 08 info@safarmedical.com
      Select Page

       

      الخلايا الجذعية

        تتمتع الخلايا الجذعية بإمكانيات لتتطور إلى العديد من أنواع الخلايا المختلفة في الجسم أثناء الحياة المبكرة والنمو. بالإضافة إلى ذلك.  تعمل  في العديد من الأنسجة كنوع من نظام الإصلاح الداخلي. حيث تنقسم بشكل أساسي بلا حدود لتجديد الخلايا الأخرى. طالما أن الشخص لا يزال على قيد الحياة. عندما تنقسم الخلية الجذعية،  فإن كل خلية جديدة لديها القدرة إما على أن تظل خلية جذعية أو أن تصبح نوعاً آخر من الخلايا ذات وظيفة أكثر تخصصاً ، مثل خلية عضلية أو خلية دم حمراء أو خلية دماغية.

      تتميز هذه الخلايا عن غيرها من أنواع الخلايا بخاصيتين مهمتين. أولاً ، إنها خلايا غير متخصصة قادرة على تجديد نفسها. من خلال انقسام الخلايا و أحياناً بعد فترات طويلة من عدم النشاط ثانياً في ظل ظروف فسيولوجية أو تجريبية معينة.  يمكن تحفيزها لتصبح خلايا خاصة بالأنسجة أو الأعضاء ذات وظائف خاصة. في بعض الأعضاء ، مثل الأمعاء و نخاع العظام ، تنقسم  بانتظام لإصلاح و استبدال الأنسجة التالفة. في الأعضاء الأخرى ، مثل البنكرياس و القلب ، لا تنقسم الخلايا،الجذعية إلا في ظل ظروف خاصة.حتى وقت قريب ،

      أنواع الخلايا الجذعية :

      كان العلماء يعملون بشكل أساسي مع نوعين من الخلايا،الجذعية من الحيوانات و البشر: وهي الجنينية و  “الجسدية” أو “البالغة”. حيث اكتشف العلماء طرقاً لاشتقاق الخلايا،الجذعية الجنينية من أجنة الفأر المبكرة منذ أكثر من 30 عاماً ، في عام 1981. أدت الدراسة التفصيلية لبيولوجيا  للفأر إلى اكتشاف طريقة في عام 1998 لاشتقاق الخلايا الجذعية من الأجنة البشرية و تنمو الخلايا في المختبر. تسمى هذه الخلايا بالخلايا الجذعية الجنينية البشرية. تم إنشاء الأجنة المستخدمة في هذه الدراسات لأغراض التكاثر من خلال إجراءات الإخصاب في المختبر. عندما لم تعد هناك حاجة لهذا الغرض ، تم التبرع بها للبحث بموافقة مستنيرة من المانح.

      في عام 2006 ، حقق الباحثون طفرة أخرى من خلال تحديد الظروف التي من شأنها أن تسمح “إعادة برمجة”. بعض الخلايا البالغة المتخصصة وراثياً لتولي حالة شبيهة بالخلايا الجذعية و التي تسمى  المحفزة متعددة القدرات (iPSCs).

      أهمية الخلايا الجذعية :

      تعتبر هذه الخلايا مهمة للكائنات الحية لعدة أسباب. في الجنين الذي يتراوح عمره من 3 إلى 5 أيام ، والذي يطلق عليه “الكيسة الأريمية” ، تؤدي الخلايا الداخلية إلى تكوين الجسم بالكامل من الكائن الحي ، بما في ذلك جميع أنواع الخلايا والأعضاء المتخصصة مثل القلب والرئتين والجلد والحيوانات المنوية ، البيض والأنسجة الأخرى. في بعض الأنسجة البالغة ، مثل نخاع العظم والعضلات والدماغ ، تولد مجموعات منفصلة من الخلايا الجذعية البالغة بدائل للخلايا التي تضيع بسبب البلى العادي أو الإصابة أو المرض.

      بالنظر إلى قدراتها الفريدة على التجدد توفر ايضا إمكانات جديدة لعلاج الأمراض مثل مرض السكري و أمراض القلب ومع ذلك. لا يزال هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به في المختبرات لفهم كيفية استخدام هذه الخلايا في العلاجات القائمة على الخلايا لعلاج الأمراض ، و التي يشار إليها أيضاً باسم الطب التجديدي أو العلاج التعويضي.

      تمكن الدراسات المختبرية للخلايا الجذعية العلماء من التعرف على الخصائص الأساسية للخلايا وما الذي يجعلها مختلفة عن أنواع الخلايا المتخصصة. يستخدم العلماء بالفعل الخلايا الجذعية في المختبر لفحص العقاقير الجديدة و تطوير أنظمة نموذجية لدراسة النمو الطبيعي و تحديد أسباب العيوب الخلقية.

      تستمر الأبحاث حول الخلايا الجذعية في تعزيز المعرفة حول كيفية تطور الكائن الحي من خلية واحدة وكيف تحل الخلايا السليمة. محل الخلايا التالفة في الكائنات البالغة. تعد أبحاث الخلايا الجذعية واحدة من أكثر المناطق الرائعة في علم الأحياء المعاصر ، و لكن كما هو الحال مع العديد من مجالات البحث العلمي المتوسعة ، فإن البحث في الخلايا الجذعية يثير أسئلة علمية بأسرع ما يولد اكتشافات جديدة.

      ما هي الخصائص الفريدة لجميع الخلايا الجذعية؟

      الخلايا الجذعية تختلف عن الأنواع الأخرى من الخلايا في الجسم:

      جميع الخلايا الجذعية – بغض النظر عن مصدرها – لها ثلاث خصائص عامة:

      فهي قادرة على تقسيم و تجديد نفسها لفترات طويلة؛ أنها غير متخصصة. و يمكن أن تتحول إلى أنواع الخلايا المتخصصة.

      الخلايا الجذعية قادرة على تقسيم وتجديد نفسها لفترات طويلة على عكس الخلايا العضلية قد تتكاثر عدة مرات. على عكس خلايا العضلات ، أو خلايا الدم ، أو الخلايا العصبية – التي لا تتكرر عادةً مع نفسها. يمكن لمجموعات الخلايا الجذعية التي تتكاثر لعدة أشهر في المختبر أن تنتج ملايين الخلايا.

      يحاول العلماء فهم خاصيتين أساسيتين للخلايا الجذعية التي تتعلق بتجديدها الذاتي على المدى الطويل:

      • لماذا يمكن أن تتكاثر الخلايا الجذعية الجنينية لمدة عام أوأكثر في المختبر، ولكن معظم الخلايا الجذعية البالغة لا تستطيع ذلك
      • ما هي العوامل في الكائنات الحية التي تنظم عادة تكاثر الخلايا الجذعية و تجديد الذات

       

      إن اكتشاف الإجابات على هذه الأسئلة قد يجعل من الممكن فهم كيفية تنظيم تكاثر الخلايا أثناء التطور الجنيني الطبيعي. أو أثناء انقسام الخلايا غير الطبيعي الذي يؤدي إلى السرطان. مثل هذه المعلومات ستمكن العلماء أيضاً من تطوير خلايا جذعية جنينية و غير جنينية بشكل أكثر كفاءة في المختبر.

      العوامل و الظروف المحددة التي تسمح للخلايا الجذعية بالبقاء غير متخصصة هي ذات أهمية كبيرة للعلماء. لقد تطلب الأمر من العلماء سنوات عديدة من التجربة و الوقوع في الاخطاء لكي يتعلموا اشتقاق هذه الخلايا. والمحافظة عليها في المختبر دون تمايزها تلقائياً في أنواع خلايا معينة. على سبيل المثال، استغرق الأمر عقدين من الزمن لمعرفة كيفية زراعة الخلايا الجنينية، في المختبر بعد تطور ظروف نمو الخلايا. الجذعية للفأر. و بالمثل ، يجب على العلماء أولاً فهم الإشارات التي تمكن مجتمع الخلايا الجذعية غير البالغين (البالغ) من التكاثر والبقاء غير متخصصين قبل أن يتمكنوا من نمو أعداد كبيرة من الخلايا الجذعية البالغة غير المتخصصة في المختبر.

      الخلايا الجذعية غير متخصصة :

      واحدة من الخصائص الأساسية للخلية الجذعية هي أنها لا تملك أي هياكل خاصة بالأنسجة تسمح لها بأداء وظائف متخصصة. على سبيل المثال ، لا يمكن للخلية الجذعية العمل مع جيرانها لضخ الدم عبر الجسم (مثل خلايا عضلة القلب) ، و لا يمكنها نقل جزيئات الأكسجين عبر مجرى الدم (مثل خلايا الدم الحمراء). و مع ذلك ، يمكن للخلايا الجذعية غير المتخصصة أن تؤدي إلى خلايا متخصصة ، بما في ذلك خلايا عضلة القلب أو خلايا الدم أو الخلايا العصبية.

      يمكن للخلايا الجذعية أن تؤدي إلى خلايا متخصصة ، عندما تؤدي الخلايا الجذعية غير المتخصصة إلى ظهور خلايا متخصصة. فإن العملية تسمى التمايز. أثناء التفريق ، تمر الخلية عادة بعدة مراحل ، و تصبح أكثر تخصصاً في كل خطوة. بدأ العلماء للتو في فهم الإشارات الموجودة داخل الخلايا و خارجها والتي تؤدي إلى كل خطوة من عملية التمايز. يتم التحكم في الإشارات الداخلية بواسطة جينات الخلية ، و التي تتخللها سلاسل طويلة من الحمض النووي و تحمل تعليمات مشفرة لجميع الهياكل و الوظائف الخلوية. تشمل الإشارات الخارجية لتمايز الخلايا المواد الكيميائية التي تفرزها الخلايا الأخرى ، و الاتصال الجسدي بالخلايا المجاورة ، و جزيئات معينة في البيئة المكروية. يتسبب تفاعل الإشارات أثناء التمايز في الحصول على الحمض النووي للخلية لاكتساب علامات جينية تقيد تعبير DNA في الخلية و يمكن أن تنتقل عبر انقسام الخلية.

      تبقى أسئلة كثيرة حول تمايز الخلايا الجذعية:

      على سبيل المثال ، هل الإشارات الداخلية و الخارجية لتمايز الخلايا متشابهة بالنسبة لجميع أنواع الخلايا الجذعية؟

      هل يمكن تحديد مجموعات محددة من الإشارات التي تعزز التمايز إلى أنواع معينة من الخلايا؟

      قد تؤدي معالجة هذه الأسئلة إلى دفع العلماء إلى إيجاد طرق جديدة للتحكم في تمايز الخلايا الجذعية في المختبر. و بالتالي زراعة الخلايا أو الأنسجة التي يمكن استخدامها لأغراض محددة مثل العلاجات القائمة على الخلايا أو فحص الأدوية.

      الخلايا الجذعية البالغة عادة ما تولد أنواع خلايا الأنسجة التي تعيش فيها. على سبيل المثال. عادة ما تؤدي الخلايا الجذعية البالغة المكونة للدم في نخاع العظم إلى ظهور العديد من أنواع خلايا الدم. من المقبول عمومًا أن الخلية المكونة للدم في النخاع العظمي – والتي تسمى المكونة للدم – لا يمكن أن تؤدي إلى خلايا الأنسجة المختلفة تمامًا ، مثل الخلايا العصبية في الدماغ. يُزعم أن التجارب التي أجريت على مدار السنوات القليلة الماضية أظهرت أن الخلايا الجذعية من أحد الأنسجة قد تؤدي إلى ظهور أنواع خلايا من نسيج مختلف تمامًا. هذا لا يزال مجالا للجدل كبير داخل مجتمع البحوث. يوضح هذا الجدل تحديات دراسة الخلايا الجذعية البالغة وتوحي بأن إجراء مزيد من البحوث باستخدام الخلايا الجذعية البالغة ضروري لفهم إمكاناتها الكاملة كعلاجات مستقبلية.

      الخلايا الجذعية الجنينية

       كما يوحي اسمها مشتقة من الأجنة معظم هذه الخلايا الجنينية مشتقة من أجنة تنشأ من البيض المخصب في المختبر. في عيادة التخصيب في المختبر – ثم يتم التبرع بها لأغراض البحث بموافقة مستنيرة من المانحين و لا يتم اشتقاقها من البيض المخصب في جسم المرأة.

      كيف تزرع الخلايا الجذعية الجنينية في المختبر؟

      يتم إنشاء الخلايا الجذعية الجنينية البشرية (hESCs) عن طريق نقل الخلايا من الجنين في مرحلة ما قبل الزرع إلى وعاء المختبر البلاستيكي الذي يحتوي على سائل المغذيات. تنقسم الخلايا و تنتشر على سطح اوعاء. في  و تم طلاء السطح الداخلي للوعاء بخلايا الجلد الجنينية الفأرية التي تمت معالجتها بشكل خاص حتى لا تنقسم. تسمى طبقة الطلاء هذه بخلايا التغذية. توفر خلايا الفأرة الموجودة في الجزء السفلي من الوعاء للخلايا سطحاً لاصقاً يمكنها الالتصاق به. أيضاً ، الخلايا المغذية تطلق المواد المغذية في وسط الوعاء.

      ابتكر الباحثون الآن طرقاً لتنمية الخلايا الجذعية الجنينية دون خلايا تغذية الفئران.:
      و الذي يعتبر تقدم علمي كبير بسبب خطر انتقال الفيروسات أو الجزيئات الأخرى الموجودة في خلايا الفأر إلى الخلايا البشرية.

      عملية توليد خط الخلايا الجذعية الجنينية :

      غير فعالة إلى حد ما  لذلك لا يتم إنتاج الخطوط في كل مرة يتم فيها وضع الخلايا من مرحلة الجنين. قبل الزرع في طبق استنباتي. و مع ذلك ، إذا نجحت الخلايا المطلية و انقسمت و بدأت بالتكاثر بما يكفي لحشد الطبق، فستتم إزالتها بلطف. تتكرر عملية إعادة الطلاء أو زراعة الخلايا عدة مرات و لعدة أشهر. يشار إلى كل دورة من زرع الخلايا الفرعية بأنها ممر. بمجرد إنشاء خط الخلية ، تسفر الخلايا الأصلية عن ملايين هذه الخلايا الجنينية. يُشار هنا إلى الخلايا الجذعية الجنينية التي تكاثرت في استنبات الخلايا لمدة ستة أشهر أو أكثر دون التفريق ، و التي تكون متعددة القدرات ، و تبدو طبيعية وراثياً باسم خط الخلايا الجذعية الجنينية. في أي مرحلة من مراحل العملية ، يمكن تجميد دفعات من الخلايا و شحنها إلى مختبرات أخرى بغرض اجراء المزيد من التجارب.

      الخلايا الجذعية

      Stem cell research in the PCR strip

      ما هي الاختبارات المعملية المستخدمة لتحديد الخلايا الجذعية الجنينية؟

      في نقاط مختلفة أثناء عملية توليد خطوط الخلايا،الجذعية الجنينية ، يختبر العلماء الخلايا لمعرفة ما إذا كانت تظهر الخصائص الأساسية التي تجعلها خلايا جذعية جنينية. هذه العملية تسمى التوصيف.

      لم يتفق العلماء الذين يدرسون الخلايا،الجذعية الجنينية البشرية بعد على مجموعة قياسية من الاختبارات التي تقيس الخصائص الأساسية للخلايا. ومع ذلك ، تستخدم المختبرات التي تقوم بانتاج خطوط الخلايا،الجذعية الجنينية البشرية عدة أنواع من الاختبارات بما في ذلك:

      زراعة الخلايا الجذعية لعدة أشهر:

      هذا يضمن أن الخلايا قادرة على النمو طويل الأجل و تجديد الذات. يفحص العلماء الأوعية من خلال المجهر ليروا أن الخلايا تبدو سليمة و تبقى غير متمايزة.

      باستخدام تقنيات محددة لتحديد وجود عوامل النسخ التي تنتجها عادة خلايا غير متمايزة اثنين من أهم عوامل النسخ. هي Nanog و Oct4. تساعد عوامل النسخ في تشغيل و إيقاف الجينات في الوقت المناسب ، و هو جزء مهم من عمليات تمايز الخلايا و تطور الجنين. في هذه الحالة ، يعمل كل من Oct4 و Nanog على الحفاظ على الخلايا،الجذعية في حالة غير متمايزة ، و قادرة على التجديد الذاتي.

      استخدام تقنيات محددة لتحديد وجود علامات معينة لسطح الخلية يتم إنتاجها عادة بواسطة خلايا غير متمايزة.

      فحص الكروموسومات تحت المجهر:

      تستعمل هذه طريقة لتقييم ما إذا كانت الكروموسومات تالفة أو إذا تغير عدد الكروموسومات ولكنها  لا تكتشف الطفرات الجينية في الخلايا.

      تحديد ما إذا كان يمكن إعادة نمو الخلايا ، أو زرعها ، بعد التجميد و الذوبان و إعادة الطلاء.

      اختبار ما إذا كانت الخلايا،الجذعية الجنينية البشرية متعددة القدرات: 

      مما يسمح للخلايا بالتمايز التلقائي في بنية الخلية ؛  التلاعب بالخلايا بحيث تتمايز لتشكل خلايا مميزة للطبقات الجرثومية الثلاث ؛ أو حقن الخلايا في فأر مع نظام مناعي مكبوت لاختبار تشكيل ورم حميد يسمى المسخ.

      نظراً لأن نظام المناعة لدى الفأر يتم قمعه فإن الخلايا. الجذعية البشرية المحقونة لا يتم رفضها بواسطة الجهاز المناعي للماوس. ويمكن للعلماء ملاحظة نمو الخلايا،الجذعية البشرية و تمايزها. يحتوي Teratomas عادة على مزيج من العديد من أنواع الخلايا المتمايزة. أو المتمايزة جزئياً و هذا مؤشر على أن الخلايا،الجذعية الجنينية قادرة على الانقسام إلى أنواع خلايا متعددة.

      كيف يتم تحفيز الخلايا الجذعية الجنينية على التمايز؟

      طالما أنها في نسيج الخلية تزرع في ظل ظروف مناسبة ، فإنها يمكن أن تظل غير متمايزة (غير متخصصة). و لكن إذا سمح للخلايا بالتكتل معاً لتشكيل أجسام جنينية ، فإنها تبدأ في التمايز تلقائياً مما يمكنها من تكوين خلايا عضلية. و خلايا عصبية و العديد من أنواع الخلايا الأخرى. على الرغم من أن التمايز التلقائي هو مؤشر جيد على أن ثقافة الخلايا،الجذعية الجنينية صحية. إلا أن هذه العملية غير خاضعة للمراقبة ، و بالتالي فهي استراتيجية غير فعالة لإنتاج أنسجة لأنواع محددة من الخلايا.

      لذلك لتوليد أنسجة أنواع معينة من الخلايا المتمايزة مثل خلايا عضلة القلب، خلايا الدم، أو الخلايا العصبية. على سبيل المثال.يحاول العلماء التحكم في تمايز الخلايا الجذعية الجنينية، ويغيرون التركيب الكيميائي لوسط النسيج.  كما يغيرون سطح طبق نسيج الخلية. أو يعدلون الخلايا عن طريق إدخال جينات معينة.

      من خلال سنوات من التجارب ، أنشأ العلماء بعض البروتوكولات الأساسية. أو “الوصفات” للتمايز المباشر للخلايا الجذعية الجنينية. في بعض أنواع الخلايا المحددة مما ساهم في تطور الطب و سرعة الأبحاث العلمية.