على مدى أجيال، نظر العلماء إلى عدم القدرة على إعادة نمو أجزاء الجسم المفقودة باعتبارها أحد القيود الأساسية التي يواجهها البشر والثدييات الأخرى. في حين أن كائنات مثل السلمندر يمكنها تجديد أطرافها بالكامل، فإن البشر عادة يشفون الإصابات عن طريق تكوين أنسجة ندبية.
ومع ذلك، تشير الأبحاث الجديدة التي أجرتها كلية تكساس إيه آند إم للطب البيطري والعلوم الطبية الحيوية (VMBS) إلى أن القدرات التجددية قد لا تكون غائبة تمامًا في الثدييات. وبدلاً من ذلك، يمكن إخفاؤها داخل آلية الشفاء الطبيعية للجسم، في انتظار تفعيلها في ظل الظروف المناسبة.
وقال الدكتور كين مونيوكا، الأستاذ في قسم علم وظائف الأعضاء والصيدلة البيطرية (VTPP): “لماذا يمكن لبعض الحيوانات أن تتجدد والبعض الآخر، وخاصة البشر، لا يستطيع ذلك؟ هو سؤال كبير تم طرحه منذ أرسطو”. “لقد أمضيت حياتي المهنية محاولًا فهم ذلك.”
وفي دراسة نشرت في اتصالات الطبيعةيصف مونيوكا وزملاؤه علاجًا جديدًا من خطوتين مكّن من تجديد العظام وهياكل المفاصل والأربطة. على الرغم من أن الأنسجة المعاد نموها لم تكن نسخًا مثالية للأنسجة الأصلية، إلا أن الباحثين يعتقدون أن هذا النهج يمكن أن يساعد في النهاية في تقليل التندب وتحسين إصلاح الأنسجة بعد عمليات البتر.
إعادة توجيه الشفاء بعيدًا عن تكون الندبات
عندما تصاب الثدييات، عادة ما يستجيب الجسم بالتليف. خلال هذه العملية، تقوم الخلايا الليفية بإغلاق الجرح بسرعة وتكوين أنسجة ندبية. في حين أن هذه الاستجابة تساعد على منع العدوى والمزيد من الضرر، إلا أنها تحد أيضًا من قدرة الجسم على إعادة بناء ما فقده.
الحيوانات القادرة على التجدد تتبع مسارًا مختلفًا. في السلمندر، على سبيل المثال، تتجمع خلايا مماثلة في بنية تسمى المأرمة، والتي تعمل كأساس لنمو الأنسجة الجديدة.
وقال مونيوكا: “يبدو الأمر كما لو أن هذه الخلايا يمكنها التحرك في اتجاهين مختلفين”. “يمكنهم إما إحداث ندبة أو إحداث أرومة. ركز بحثنا على إعادة توجيه سلوك الخلايا الليفية الموجودة بالفعل في موقع الإصابة.”
ولاستكشاف ما إذا كان من الممكن دفع شفاء الثدييات نحو التجدد، طور فريق البحث علاجًا يستخدم عاملي نمو معروفين بالتسلسل.
تضمنت الخطوة الأولى تطبيق عامل نمو الخلايا الليفية 2 (FGF2) بعد شفاء الجرح بالفعل. ومن خلال الانتظار حتى اكتمال عملية الشفاء الأولية، سمح الباحثون للجسم بالاستجابة بشكل طبيعي قبل التدخل.
وبحسب مونيوكا، فإن الفريق بعد ذلك “غيّر ما حدث بعد ذلك”.
شجع FGF2 على تكوين بنية تشبه الأريمة، وهو أمر لا يحدث عادة في الثدييات بعد هذا النوع من الإصابة. وبعد عدة أيام، طبق الباحثون عامل النمو الثاني، البروتين التشكلي العظمي 2 (BMP2)، الذي دفع تلك الخلايا إلى البدء في بناء أنسجة جديدة.
وقال مونيوكا: “إنها في الواقع عملية من خطوتين”. “قم أولاً بنقل الخلايا بعيدًا عن الندبات، ثم تقوم بتوفير الإشارات التي تخبرهم بما يجب بناءه.”
إعادة النظر في دور الخلايا الجذعية
إحدى أهم النتائج التي توصلت إليها الدراسة هي أن التجديد قد لا يتطلب إضافة خلايا جذعية من خارج الجسم، وهو نهج يتم استكشافه بشكل شائع في الطب التجديدي.
وقال مونيوكا: “ليس عليك في الواقع الحصول على الخلايا الجذعية وإعادتها مرة أخرى”. “إنهم موجودون بالفعل، كل ما عليك فعله هو أن تتعلم كيفية جعلهم يتصرفون بالطريقة التي تريدها.”
وقال الدكتور لاري سوفا، أستاذ VTPP آخر مشارك في الدراسة، إن النتائج تتحدى الافتراضات القديمة حول ما تستطيع خلايا الثدييات القيام به.
وقال سوفا: “الخلايا التي اعتقدنا أنها غير قابلة للبرمجة، هي في الواقع كذلك”. “إن القدرة ليست غائبة – إنها مجرد غامضة.”
ووجد الباحثون أيضًا أدلة على أنه يمكن إعادة توجيه الخلايا لإنشاء هياكل خارج موقعها المعتاد. تعد هذه العملية، المعروفة باسم إعادة المواصفات الموضعية، جزءًا مهمًا من التطوير.
من الناحية العملية، يمكن توجيه الخلايا التي تساعد عادة في تكوين نوع واحد من الأنسجة إلى إعادة بناء بنية مختلفة بعد الإصابة.
إعادة نمو العظام والأوتار والأربطة والمفاصل
على الرغم من أن الأنسجة المجددة لم تكن متطابقة تمامًا مع التشريح الأصلي، فقد نجح الباحثون في استعادة جميع الهياكل الرئيسية التي تمت إزالتها أثناء البتر، بما في ذلك العظام والأوتار والأربطة وأنسجة المفاصل.
تحتوي المناطق المجددة على مكونات هيكلية وأنسجة ضامة مرتبة في أنماط تشبه التشريح الطبيعي.
وقال مونيوكا: “لقد قمنا بتجديد ما تتوقع رؤيته عند هذا المستوى من الإصابة”. “الهياكل موجودة، ولكنها ليست في شكل مثالي.”
تشير النتائج أيضًا إلى أن التجديد يعتمد على مسارات بيولوجية متعددة تعمل معًا. يبدو أن إعادة بناء الأنسجة أكثر تعقيدًا بكثير من تفعيل آلية واحدة.
الفوائد المحتملة لشفاء الجروح
وبينما لا يزال البحث في مراحله الأولى، يعتقد العلماء أنه يمكن أن يكون له تطبيقات عملية قبل فترة طويلة من إمكانية التجديد الكامل.
بدلًا من التركيز فقط على استبدال الهياكل المفقودة، قد يساعد هذا النهج في تحسين نتائج الشفاء عن طريق تقليل تكوين الندبات وتعزيز إصلاح الأنسجة.
وقال مونيوكا: “يجب على الناس أن يبدأوا في التفكير في استخدام هذه الإشارات أثناء عملية الشفاء”. “حتى تحويل الاستجابة قليلاً بعيدًا عن الندبات قد يكون له فوائد حقيقية.”
قد يكون الطريق نحو الاختبارات السريرية أيضًا أكثر وضوحًا من العديد من العلاجات التجريبية. حصل BMP2 بالفعل على موافقة إدارة الأغذية والعقاقير (FDA) لبعض التطبيقات الطبية، ويجري حاليًا تقييم FGF2 في تجارب سريرية متعددة.
وجهة نظر جديدة لتجديد الثدييات
وتضيف الدراسة إلى الأدلة المتزايدة على أن التجدد في الثدييات قد لا يكون سمة مفقودة تماما. وبدلاً من ذلك، قد تكون قدرة خاملة تظل عادةً غير نشطة أثناء الشفاء.
وقالت سوفا: “هذا يغير الطريقة التي نفكر بها فيما هو ممكن”. “بمجرد أن تظهر أن التجديد يمكن تفعيله، فإنه يفتح الباب لطرح أسئلة جديدة تماما.”
بالنسبة لمونيوكا، كانت هذه الأسئلة هي الدافع وراء عقود من البحث، وأصبح لها الآن إطار عمل جديد واعد.
وقال “يمكن إنقاذ فشل التجدد في الثدييات”. “الآن لدينا نموذج للبدء في معرفة كيفية القيام بذلك.”
اكتشاف المزيد من استشارات أونلاين
اشترك للحصول على أحدث التدوينات المرسلة إلى بريدك الإلكتروني.
