نمذجة الدورة الدموية الجنينية..باحثون ينتجون خلايا الدم الجذعية

يعاني المتبرعون بخلايا الدم الجذعية من نقص مزمن، مما يشكل مشاكل للمرضى الذين استنفدت خلايا الدم الجذعية بسبب العلاج الكيميائي أو الذين يعانون من أمراض مثل فقر الدم اللاتنسجي. يجب أن تكون خلايا المتبرعين المستخدمة في الزرع متطابقة مع الأنسجة مع المرضى، لذلك غالبًا ما يكافح أولئك الذين ينتمون إلى خلفيات عرقية أقلية للعثور على متبرع متوافق. وحتى عندما يتم نقش الخلايا المتبرعة بنجاح، فليس هناك ما يضمن أن جسم المريض لن يرفضها.

حاول مهندسو الطب الحيوي لعقود معالجة هذه المشكلة من خلال محاولة إنشاء خلايا الدم الجذعية في المختبر، دون نجاح يذكر. لكن دراسة جديدة أجراها فريق بحثي في جامعة نيو ساوث ويلز (UNSW) في سيدني تلقي الضوء على الألغاز طويلة الأمد وراء كيفية تطور الخلايا وكذلك كيف يمكن تحفيزها بشكل مصطنع لاستخدامها في المرضى.

في الدراسة الأولى، التي نُشرت يوم الثلاثاء في Cell Reports، وصفت الباحثة جينجينج لي  وزملاؤها كيف اكتشفوا أنه من خلال محاكاة الدورة الدموية الجنينية بنظام زراعة خاص، يمكنهم إنشاء خلايا جذعية دموية سليفة قادرة على التمايز إلى مختلف مكونات الدم مثل الخلايا النخاعية والخلايا الوحيدة والبلعمات.

و قالت لي: «جزء من المشكلة (مع العمل السابق) هو أننا ما زلنا لا نفهم تمامًا جميع العمليات الجارية في البيئة الدقيقة أثناء التطور الجنيني الذي يؤدي إلى تكوين خلايا الدم الجذعية في حوالي اليوم 32».

للإجابة على هذا، نظر الباحثون في الجوانب الميكانيكية للانتقال البطاني إلى تكوين الدم، وهو حدث في التطور الجنيني حيث تتحول الخلايا البطانية – الخلايا التي تبطن جدران الجهاز الدوري – إلى خلايا جذعية في الدم. بنى فريق لي على نتائج مختبرات أخرى و التي أشارت إلى أن ضغط الدم الذي يدفع باتجاه جدار الأبهر دفع الانتقال.

لمعرفة ما إذا كان يمكن استفزاز العملية في بيئة اصطناعية، بنى العلماء جهازًا بطول ثلاثة سنتيمترات بمقدار ثلاثة سنتيمترات يحاكي الدورة الدموية الجنينية، ثم يضخ من خلال خلايا الدم الجذعية المشتقة من خط الخلايا الجذعية الجنينية. بشكل منفصل، قاموا بزراعة الخلايا الجذعية الجنينية في rotating shaker system يصمم إجهاد القص للخلايا على جدران جهاز الدورة الدموية.

فوجئ العلماء عندما اكتشفوا أن الخلايا لم تنمو فقط في خلايا الدم الجذعية السليفة في كلتا الحالتين، ولكن أيضًا في داخل الجهاز، نمت الهياكل الصغيرة الشبيهة بالأبهر في قنواته. يتطابق هذا مع الطريقة التي تتشكل بها هذه الخلايا في الجنين: تظهر خلايا الدم الجذعية من الشريان الأبهر وفي الدورة الدموية، والتي تتدفق من خلالها إلى الكبد للتمايز في خلايا الدم.

قال روبرت نوردون، المؤلف المشارك للدراسة، في بيان صحفي: «إن تكوين الشريان الأورطي ثم ظهور الخلايا بالفعل من ذلك الشريان الأورطي في الدورة الدموية، هذه هي الخطوة الحاسمة المطلوبة لتوليد هذه الخلايا».

تكمل نتائج الفريق نتائج مجموعة أخرى من الباحثين في مختبر جامعة نيو ساوث ويلز، هذه المرة تحت إشراف طبيب أمراض الدم السريري والبروفيسور جون بيماندا بجامعة نيو ساوث ويلز. أفاد فريق بيماندا في Nature Cell Biology في أواخر يوليو أنهم قاموا بحل جزء آخر من اللغز: وصف الآلية الخلوية وراء انتقال الخلايا البطانية إلى خلايا الدم الجذعية. اكتشفوا أن مجموعة من الخلايا السداسية الناشئة عن الأديم المتوسط – إحدى الطبقات الجرثومية الثلاث التي تنمو أثناء التطور الجنيني – كانت مسؤولة عن تنظيم نمو خلايا الدم الجذعية في الشريان الأبهر.