كشف سر تجديد الأنسجة بعد خمسين عاما من البحث

الأنسجة الظهارية هي طبقة من الخلايا تغطي الجلد والأعضاء الداخلية. إنها تعرف كيف تتعافى حتى بعد تعرضها لأضرار جسيمة. في السبعينيات، لاحظ العلماء ذلك في يرقات ذبابة الفاكهة: بعد التعرض العالي للإشعاع، يمكن لأجنحتها أن تنمو مرة أخرى بشكل كامل. ومنذ ذلك الحين، لوحظت هذه القدرة لدى العديد من الحيوانات، بما في ذلك الثدييات، ولكن حتى الآن ظل من غير الواضح كيف تتحكم الخلايا في هذه العملية على المستوى الجزيئي.

البقاء على قيد الحياة خلايا DARE

بحث جديد منشور في اتصالات الطبيعة, وتحت قيادة الدكتور تسليل براون من معهد وايزمان للعلوم، تم تحديد نوع خاص من الخلايا التي تنشط برنامج التدمير الذاتي، ولكنها لا تموت. تسمى هذه الخلايا تجرؤ (الخلايا المقاومة للتلف المنشطة).

يشرح براون: “أردنا تتبع الخلايا التي تبدأ عملية موت الخلايا المبرمج ولكنها لا تزال تنجو من الإشعاع”.

وباستخدام أجهزة الاستشعار الجينية، وجد الباحثون أنه بعد أربع ساعات من التشعيع، بقي عدد صغير من خلايا DARE على قيد الحياة. بعد يوم واحد، يصل عددهم إلى الحد الأقصى، وخلال الـ 48 ساعة القادمة، يستعيد أحفادهم ما يقرب من نصف الأنسجة التالفة.

لا تعمل خلايا DARE من تلقاء نفسها. بجانبهم يوجد نوع آخر من الخلايا المقاومة – NARE. كما أنها تنجو من الضرر، ولكنها لا تطلق نفس “الإنذار” مثل DARE. تساعد هذه الخلايا على إصلاح الأنسجة، ولكن بدون DARE، لا تبدأ عملية التجديد على الإطلاق. وفي الوقت نفسه، ترسل الخلايا الميتة إشارات تدفع DARE إلى البقاء والانقسام. ونتيجة لذلك، تتم استعادة الأنسجة بسبب العمل المنسق للخلايا المختلفة، وليس من خلال جهود نوع واحد.

آلية البقاء

موت الخلايا المبرمج هو موت الخلايا المبرمج الذي عادة ما يحدث بسبب الإصابة أو الشيخوخة. يتم لعب الدور الرئيسي هنا كاسباسيس – الإنزيمات التي تعمل بمثابة “المقص الجزيئي” الذي يكسر بروتينات الخلية. يقوم الكاسبيز البادئ بتنشيط الكاسبيزات التنفيذية، التي تدمر الهياكل الخلوية، مما يؤدي إلى موت الخلايا.

يوضح البروفيسور إيلي أراما: “في DARE، يكون الكاسبيز البادئ نشطًا، لكن العملية لا تصل إلى حد تدمير الخلايا”.

في الخلايا، يعمل البروتين الحركي بمثابة “حامل” للكاسبيز، حيث يربطه بالغشاء ويمنع تنشيط البروتينات المدمرة الأخرى التي تسبب موت الخلايا. إذا تمت إزالة هذا البروتين، تموت خلايا DARE وتتوقف عملية إصلاح الأنسجة. وفي الوقت نفسه، لاحظ العلماء أن هذا البروتين نشط للغاية في بعض الأورام العدوانية، مما يساعد الخلايا السرطانية على البقاء وتجاوز الآلية الطبيعية للتدمير الذاتي.

الآثار المترتبة على السرطان

تساعد آلية DARE على فهم سبب زيادة مقاومة الأورام المتكررة بعد العلاج. وكانت أحفاد خلايا DARE أكثر مقاومة للموت بسبع مرات من الخلايا الأم.

يقول آراما: “هذا يفسر لماذا لا يتمكن العلاج الإشعاعي في بعض الأحيان من القضاء على الورم بشكل كامل، ولماذا يمكن أن تكون تكرارات الورم أكثر عدوانية”.

التوازن بين النمو والسيطرة

يعد تنظيم نمو الأنسجة عاملاً رئيسياً في نجاح التجديد. لقد أظهر العلماء أن NAREs تحفز نمو خلايا NARE المجاورة، وتقوم NAREs بدورها بقمع الانتشار المفرط لـ DAREs. تمنع حلقة التغذية المرتدة السلبية هذه النمو غير المنضبط وتسمح للأنسجة التي تم إصلاحها بالحفاظ على الشكل والوظيفة المناسبة.

تذكرنا الآليات المكتشفة في الذباب بعمليات التجديد في الثدييات. في جلد الإنسان وظهارة الأمعاء، لوحظ أيضًا تنشيط الكاسبيزات لتحل محل الخلايا التالفة. تظهر هذه الاكتشافات أن استراتيجية الخلايا للنجاة من الضرر قديمة من الناحية التطورية وواسعة الانتشار.

آفاق الطب

يفتح البحث آفاقًا جديدة لعلاج الجروح والأمراض. إن فهم كيفية توازن الخلايا بين البقاء على قيد الحياة وموت الخلايا المبرمج قد يساعد في تسريع الشفاء بعد الإصابة والجراحة والحروق. بالإضافة إلى ذلك، قد تؤدي دراسة DARE وNARE إلى تطوير علاجات أكثر فعالية لمكافحة السرطان وتمنع الانتكاسات وتزيد من حساسية الأورام للعلاج.

ويختتم آراما حديثه قائلاً: “تُظهر بياناتنا أن التحكم في إنزيم الكاسبيز لا يقتصر على موت الخلايا فحسب، بل يتعلق أيضًا بتجديد الأنسجة. وستساعدنا هذه المعرفة على فهم كيفية استعادة الأنسجة بعد التلف وكيفية جعل علاج السرطان أكثر دقة وأمانًا”.