اكتشف العلماء طريقة لإعادة شحن خلايا الشيخوخة

اكتشف الباحثون في جامعة تكساس إيه آند إم طريقة لإعادة إحياء الخلايا المتعبة أو التالفة من خلال منحها إمدادات جديدة من الميتوكوندريا، وهي الهياكل الصغيرة التي تزود الحياة الخلوية بالطاقة.

وباستخدام “زهور نانوية” خاصة لتعزيز الخلايا الجذعية، تمكن الفريق من إنتاج المزيد من الميتوكوندريا وتوصيلها مباشرة إلى الخلايا المكافحة، واستعادة طاقتها ومرونتها.

استعادة الطاقة عن طريق توفير الميتوكوندريا الطازجة

أفاد باحثون في مجال الطب الحيوي في جامعة تكساس إيه آند إم أنهم ربما حددوا طريقة لإبطاء أو حتى عكس فقدان إنتاج الطاقة الخلوية – وهو احتمال يمكن أن يؤثر على العديد من مجالات الطب.

دكتور أخيليش ك. جهاروار ودكتوراه. قام الطالب جون سوكار، الذي يعمل مع زملائه في قسم الهندسة الطبية الحيوية، بتطوير تقنية تقوم بتوصيل الميتوكوندريا الجديدة إلى الخلايا التالفة. يعيد هذا النهج إنتاج الطاقة إلى المستويات السابقة ويؤدي إلى تحسينات كبيرة في صحة الخلايا بشكل عام.

يلعب تراجع الميتوكوندريا دورًا في الشيخوخة وأمراض القلب والعديد من الاضطرابات التنكسية العصبية. إن الطريقة التي تعزز قدرة الجسم الطبيعية على استبدال الميتوكوندريا البالية لديها القدرة على مواجهة كل هذه الحالات.

لماذا فشل خلايا الميتوكوندريا الضارة

مع التقدم في السن أو عندما تتضرر الخلايا بسبب أمراض مثل مرض الزهايمر أو عن طريق التعرض للسموم مثل أدوية العلاج الكيميائي، فإنهم يفقدون تدريجيا القدرة على توليد الطاقة. ويرتبط هذا الانخفاض بانخفاض الميتوكوندريا، وهي الهياكل الصغيرة داخل الخلايا التي تنتج معظم الطاقة التي تعتمد عليها. سواء في الدماغ أو القلب أو العضلات، يؤدي عدد أقل من الميتوكوندريا إلى فشل الخلايا التي لم تعد قادرة على أداء مهامها الأساسية.

زهور النانو تحول الخلايا الجذعية إلى مانحين أقوياء

البحث الذي نشر في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلومواستخدم الباحثون جزيئات مجهرية على شكل زهرة، تُعرف باسم الزهور النانوية، جنبًا إلى جنب مع الخلايا الجذعية. عندما تم تعريض الخلايا الجذعية لهذه الزهور النانوية، أنتجت ما يقرب من ضعف عدد الميتوكوندريا المعتاد. وبمجرد وضع هذه الخلايا الجذعية المعززة بالقرب من الخلايا التالفة أو الهرمة، فإنها تنقل الميتوكوندريا الإضافية إلى جيرانها الذين يعانون.

استعادت الخلايا المتلقية إنتاج الطاقة ووظيفتها الطبيعية بعد تلقي الميتوكوندريا الجديدة. كما أصبحوا أكثر مقاومة لموت الخلايا، حتى عندما تعرضوا لاحقا لعوامل ضارة مثل أدوية العلاج الكيميائي.

وقال جهاروار، أستاذ الهندسة الطبية الحيوية: “لقد قمنا بتدريب الخلايا السليمة على مشاركة بطارياتها الاحتياطية مع الخلايا الأضعف”. “من خلال زيادة عدد الميتوكوندريا داخل الخلايا المانحة، يمكننا مساعدة الخلايا المتقدمة في السن أو التالفة على استعادة حيويتها – دون أي تعديل وراثي أو أدوية.”

تعزيز نقل الميتوكوندريا عدة أضعاف

تتبادل الخلايا بشكل طبيعي كميات صغيرة من الميتوكوندريا، لكن الخلايا الجذعية المعالجة بالزهرة النانوية، والتي تسمى المصانع الحيوية للميتوكوندريا، ترسل الميتوكوندريا أكثر بمرتين إلى أربع مرات من الخلايا غير المعالجة.

وقال سكر، المؤلف الرئيسي للدراسة: “كانت الزيادة في الكفاءة عدة أضعاف أكثر مما كنا نأمله”. “إن الأمر أشبه بإعطاء جهاز إلكتروني قديم حزمة بطارية جديدة. فبدلاً من التخلص منها، نقوم بتوصيل بطاريات مشحونة بالكامل من الخلايا السليمة إلى الخلايا المريضة.”

تتلقى الخلايا المتلقية (الخضراء) ميتوكوندريا جديدة (حمراء) من خلايا مانحة سليمة. الائتمان: د. أخيليش ك. جهاروار

العلاجات الخلوية طويلة الأمد

توجد طرق أخرى لزيادة الميتوكوندريا داخل الخلايا، ولكنها تأتي مع قيود. تعتمد الأساليب المعتمدة على الأدوية على جزيئات صغيرة يتم إزالتها من الخلايا بسرعة، الأمر الذي يتطلب جرعات متكررة. الزهور النانوية عبارة عن جسيمات نانوية أكبر (يبلغ قطرها حوالي 100 نانومتر)، لذا فهي تبقى داخل الخلايا لفترة أطول وتستمر في تشجيع إنتاج الميتوكوندريا. يشير هذا إلى أن العلاجات المعتمدة على هذه التقنية قد تحتاج إلى تناولها شهريًا فقط.

وقال جهاروار: “هذه خطوة مبكرة ولكنها مثيرة نحو إعادة شحن الأنسجة الهرمة باستخدام الآلات البيولوجية الخاصة بها”. “إذا تمكنا من تعزيز نظام تقاسم الطاقة الطبيعي بأمان، فقد يساعد ذلك يومًا ما في إبطاء أو حتى عكس بعض آثار الشيخوخة الخلوية.”

مما تتكون زهور النانو

تتكون الزهور النانوية من ثاني كبريتيد الموليبدينوم، وهي مادة غير عضوية يمكن أن تشكل العديد من الهياكل ثنائية الأبعاد المختلفة بمقاييس صغيرة جدًا. فقط عدد قليل من المجموعات البحثية، بما في ذلك مختبر جاهاروار، تقوم بالتحقيق في الاستخدامات الطبية الحيوية لثاني كبريتيد الموليبدينوم.

توسيع قوة علاجات الخلايا الجذعية

لطالما كانت الخلايا الجذعية أساسية في الأبحاث المتعلقة بإصلاح الأنسجة وتجديدها. ومن الممكن أن يؤدي تعزيزها بالزهور النانوية إلى زيادة فعاليتها بشكل كبير وفتح إمكانيات جديدة لعلاج مجموعة واسعة من الحالات.

إمكانية الاستخدام في جميع أنحاء الجسم

الميزة الرئيسية لهذه الطريقة هي مرونتها. وعلى الرغم من أن هذا النهج لا يزال في مراحل التطوير المبكرة، إلا أنه يمكن تطبيقه في النهاية على العديد من الأنسجة المختلفة التي فقدت وظيفتها.

وقال سكر: “يمكنك وضع الخلايا في أي مكان في جسم المريض”. “لذلك بالنسبة لاعتلال عضلة القلب، يمكنك علاج خلايا القلب مباشرة – وضع الخلايا الجذعية مباشرة في القلب أو بالقرب منه. إذا كنت تعاني من ضمور العضلات، يمكنك حقنها مباشرة في العضلات. إنه أمر واعد جدًا من حيث القدرة على استخدامه لمجموعة واسعة من الحالات، وهذا مجرد نوع من البداية. يمكننا العمل على هذا إلى الأبد وإيجاد أشياء جديدة وعلاجات جديدة للأمراض كل يوم. “

المرجع: “التكوين الحيوي للميتوكوندريا الناجم عن المواد النانوية يعزز كفاءة نقل الميتوكوندريا بين الخلايا” بقلم جون سوكار، كانوار أبهاي سينغ، آري أفيليس، سارة هارجيت، هارمان كور، سامانثا فوستر، شوناك روي، فنغ تشاو، فيشال إم جوهيل، إرتيشا سينغ وأخيليش ك. جاهاروار، 24 أكتوبر 2025، وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم.
دوى: 10.1073/pnas.2505237122

حصل البحث على تمويل من المعاهد الوطنية للصحةومؤسسة ويلش ووزارة الدفاع ومعهد الوقاية من السرطان وأبحاثه في تكساس. تم تقديم دعم إضافي من قبل صندوق التميز الرئاسي في جامعة تكساس إيه آند إم ومنحة شتلات مركز العلوم الصحية في تكساس إيه آند إم. ومن بين المتعاونين الرئيسيين الآخرين في هذه الدراسة باحثون من جامعة تكساس إيه آند إم، الدكتور إرتيشا سينغ، والدكتور فيشال جوهيل، والدكتور فنغ تشاو.

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.