تكنولوجيا الخلايا الجذعية هل ستأتى باللنتائج المرجوة؟
تكنولوجيا الخلايا الجذعية هل ستأتى باللنتائج المرجوة؟
بقلم الطبيبين ديفيد تى سكادن وأنتونى آل كوماروف
مجلة الـنيوزويك 25ديسمبر 2008
ثمة عدد كبير من الأمراض ناتج عن موت خلايا لا يمكن للجسم أن يستبدلها بشكل طبيعي . أحياناً تموت الخلايا بشكل مفاجئ ، كما يحدث خلايا النوبات القلبية. وأحياناً أخرى تموت بشكل بطئ ومحتم، كما يحصل للمصابين بداء الزهايمر. الوعد الكبير الذي تنطوي عليه الخلايا الجذعية – وهى بمنزلة مصدر طاقة متجدد داخل الجسم – هو أنه يمكن تحفيزها لتصبح خلايا تحل مكان الخلايا الميتة بسبب المرض.
غير أن التحديات العلمية الكبيرة ، والمخاوف الأخلاقية وحتى السياسية أبطأت تقدم هذه الأبحاث طوال أكثر من عقد ، لكن فى السنتين الآخرتين ، ساهمت سلسلة من الإنجازات المدهشة فى تقدم هذا المجال العلمي: وفجأة، بدا أنه من الممكن تكوين خلايا تتمتع بكل مزايا الخلايا الجذعية الجنينية من دون استعمال أجنة، مما يضع حداً لمعظم المخاوف الأخلاقية المحيطة بأبحاث الخلايا الجذعية.
لدى الخلايا الجذعية الجنينية خاصيتان مدهشتان قد تجعلانهما الأكثر فائدة من الناحية الطبية. أولهما، إنها "وافرة القدرات" ويمكنها أن تتحول إلى أي نوع من الخلايا المتخصصة فى الجسم، خلية فى عضلة القلب تضخ الدم، أو خلية تفرز الحمض فى المعدة ، أو خلية فى شبكية العين ترى النور ، أو خلية دماغية تحفظ الذكريات. ثانياً ، يمكن للخلايا الجذعية الجنينية أن تستمر فى الانقسام وصنع نسخ لا متناهية من نفسها، وهى ميزة مهمة، لأن أعداد كبيرة من الخلايا الجديدة قد تكون ضرورية للحلول مكان الخلايا التي ماتت جراء المرض.
ويدرس العلماء أيضاً الخلايا الجذعية البالغة، وهو عمل لا يثير الأسئلة الأخلاقية التي تثيرها أبحاث الخلايا الجذعية الجنينية لأنها لا تتطلب استعمال الأجنة البشرية. فنخاع العظام وأعضاء مثل القلب والكبد تحتوى كلها بشكل طبيعي على خلايا جذعية بالغة. وبإمكان هذه الخلايا أن تتحول على معظم أنواع الخلايا فى الأعضاء التي تنتمي إليها. إن الخلايا الجذعية البالغة تحل محل الخلايا المتخصصة التي قتلت، لأن معظم الخلايا المتخصصة لا يمكنها التكاثر بشكل طبيعي. لكن الخلايا الجذعية البالغة الموجودة فى معظم الأعضاء غير قادرة على إصلاح الضرر الكبير الذي تتسبب به أمراض كثيرة، مع أن العلماء يسعون لإيجاد طرق لتغيير ذلك. كما أن الخلايا الجذعية البالغة ليست وافرة القدرات: وعلى عكس الخلايا الجذعية الجنينية ، لا يمكن تحويلها على أي نوع من الخلايا فى الجسد.
مع ذلك تصعب الاستفادة من الخصائص المدهشة التي تتمتع بها الخلايا الجذعية الجنينية. فمن الأفضل للمريض الذي يحتاج إلى خلايا جذعية أن يحصل على خلايا جذعية مطابقة جينياً لخلاياه، لأن هذا سيحول دون أن يهاجمها جهاز مناعة باعتبارها غريبة. غير أن الخلايا الجذعية الجنينية تتكاثر فقط لفترة وجيزة، خلال الأسبوعين الأولين بعد الحمل. كما أن الخلايا الجذعية المأخوذة من الأجنة التي يتم إنتاجها مخبرياً لبرامج الإخصاب فى الأنابيب ستكون مختلفة جينياً عن خلايا المريض، مما يزيد من خطر أن يرفضها جهاز المناعة، وبالتالي تتطلب علاجات قد تكون سامة لجهاز المناعة.
هذه الخلايا تثير أيضاً تحفظات أخلاقية، لأن بعض الناس يؤمنون بأن الجنين الذي يمكن زرعه ليصبح طفلاً يتمتع بالمكانة الأخلاقية نفسها التي يحظى بها أي كائن بشرى وبالتالي يجب عدم إتلافه، مهما كانت منفعة كبيرة للبشر. عام 2001 حصر الرئيس جورج دبليو بوش التمويل الفيدرالي فى الأبحاث الجارية على السلالات الحالية فى الخلايا الجذعية الجنينية ، ومنع استعمال الأموال الحكومية لأبحاث تتضمن إتلاف المزيد من الأجنة. ( لكن الرئيس المنتخب أوباما وعد بالتراجع عن هذه السياسة ).
أحد الحلول الممكنة لهذه العقبات الهائلة توصل إليها فريق من الباحثين اليابانيين الذين طرحوا سؤالاً بسيطاً على أنفسهم ولكنه مهم: هل يمكن تحويل خلية متخصصة إلى خلية جذعية جنينية من جديد أو على الأقل خلية تتمتع بالخصائص المدهشة نفسها التي تتمتع بها خلية جذعية جنينية؟
فالجينات داخل كل خلية هي التي تحدد كيف تتصرف تلك الخلية وكيف تبدو. فى حين أن كل خلايانا المتخصصة وخلايانا الجذعية الجنينية تتشارك الجينات نفسها، فإن أنواع الجينات "المحفزة" فى كل نوع من هذه الخلايا مختلفة بالكامل. بعبارات أخرى, تتحول خلية جذعية جنينية إلى خلية متخصصة لأنه تم تحفيز جينات معينة وإيقاف جينات أخرى فيها.
عام 2006، استعل باحثون بقيادة شينيا ياماناكا من جامعة كيوتو تقنية فعالة وجديدة نسبياً يمكن أن تحدد أي من الجينات تعمل وأياً منها متوقفة عن العمل داخل خلية معينة. من خلال الاستعانة بهذه التقنية لدراسة الخلايا الجذعية الجنينية والخلايا المتخصصة، كشف فريق ياماناكا عن مجموعة من الجينات من الفئران تعمل فقط فى الخلايا الجذعية الجنينية وليس فى الخلايا المتخصصة. ثم فى أواخر عام 2007 ، أظهرت مجموعة ياماناكا والفريق الأمريكي بقيادة جيمس تومسون فى جامعة ويسكونسن وجورج ديلى من جامعة هاردفارد أن تحفيز أربع من هذه الجينات فى الخلايا الجلدية البشرية يؤدى إلى تحولها إلى ما يشبه الخلايا الجذعية الجنينية. وأطلقوا على هذه الخلايا اسم "الخلايا المحفزة وافرة القدرات". تماماً مثل الخلايا الجذعية الجنينية، يمكن تحويل هذه الخلايا المحفزة إلى أي نوع من الخلايا المتخصصة، وجعلها تتكاثر إلى ما لا نهاية.
وبالتالي أصبح من الممكن نظرياً تكوين خلايا جذعية لأي شخص، تكون مشابهة جينياً لخلاياه الجذعية الجنينية الأساسية وتتمع بكل خصائصها. فضلاً عن ذلك، فإن الخلايا البالغة التي يتم تحويلها على خلايا محفزة وافرة القدرات يمكن الحصول عليها بكل سهولة بواسطة خزعة من الجلد، أو حتى من الخلايا الموجودة فى بصيلة الشعر. الأمر الأكثر إثارة للدهشة هو أنه يمكن الحصول على خلايا محفزة وافرة القدرات من دون الحاجة إلى تكوين جنين أو إتلافه، مما يتيح تخطى الاعتراضات الأخلاقية على استعمال الخلايا الجذعية الجنينية.
على الرغم من أهمية هذا الإنجاز، فهو لا يعنى أن العلاج بالخلايا المحفزة متوافرة القدرات سيصبح فى متناول الناس قريباً. لا تزال هناك أسئلة مهمة ينبغي الإجابة عنها وتقنيات جديدة يجب تطويرها. فالقدرة على تحويل الخلايا فى المختبرات إلى أي نوع من الخلايا لا تضمن نجاح هذه الخلايا فى معالجة مرض ما لدى حيوان أو إنسان حي. مع ذلك، أظهرت رودولف يانيتش من معهد وايتهيد ومعهد مساشوسيتش للتكنولوجيا أن الخلايا المحفزة وافرة القدرات يمكنها معالجة فقر الدم المنجلى بنجاح لدى الفئران ومرض باركنسون لدى الجرذان. لكن العلاجات الفعالة لدى القوارض ليست فعالة دائماً لدى البشر، مع أنها غالباً ما تكون كذلك.
كما أن اثنين من الجينات الأربع التي استعملت فى "المزيج" الأساسي لتكوين خلايا محفزة وافرة القدرات هي جينات ورمية يمكنها أن تحول الخلايا المحفزة وافرة القدرات إلى خلايا سرطانية. (تم استعمال هذه الجينات أساساً لأنها من بين الجينات المحفزة طبيعياً فى الخلايا الجذعية الجنينية). فضلاً عن ذلك، تم استعمال فيروس قهقرى لنقل هذه الجينات الأربع إلى الخلية المتخصصة، غير أن هذا أيضاً ينطوي على خطر تحويل الخلايا المحفزة إلى خلايا سرطانية. لكن فى آواخر عام 2008، أفاد العلماء إلى أنه يمكن تكوين خلايا محفزة وافرة القدرات من دون استعمال الجينات الورمية أو الفيروس القهقرى، وعام 2009، سيبدأ عدد من المختبرات العمل على تعديل التقنيات المستعملة حالياً لجعل الخلايا المحفزة وافرة القدرات أكثر أماناً وفاعلية.
ثمة مشكلة أخرى محتملة: كيف يمكن للخلايا المحفزة التي يتم تكوينها فى المختبر أن تشق طريقها بشكل فعال إلى عضو معتل داخل الجسم؟ وعندما تصبح هناك، هل "ستتضافر" مع الخلايا السليمة فى ذلك العضو لتعمل بانسجام معها؟ هذان سؤالان مهمان لا جواب لهما. أحد الأمور التي تعلمها العلماء من زرع نخاع العظام – وهو نوع من العلاجات بالخلايا الجذرية يستعمل على نطاق واسع منذ 30 عاماً – هو أن الخلايا التي تحقن فى مجرى الدم يمكن أن تتجه إلى مكانها الصحيح فى الجسم وحالما تصبح هناك يمكن أن تستجيب للإشارات الصادرة عن الخلايا المحيطة بها لتعمل معها بانسجام. غير أن ذلك قد يتسبب بمشكلة كبيرة لبعض الأعضاء. لنأخذ القلب على سبيل المثال. لنفترض أنه بعد نوبة قلبية أدت إلى موت ملايين خلايا من عضلة القلب الجديدة البديلة "المعدة خصيصاً لك" التي تم تكوينها من الخلايا المحفزة وافرة القدرات. هل ستشق طريقها إلى قلبك؟ وفى تلك الحالة، هل ستتخذ الوضعية المناسبة؟ وهل ستخفق بالتزامن مع خلايا القلب السليمة القديمة؟ وإذا لم تفعل ذلك، هل ستؤدى إلى عدم انتظام نبض القلب؟ إذا انتهى بها المطاف إلى عضو آخر غير القلب، هل ستحدث ضرراً هناك؟ التجربة والخطأ، أولاً فى التجارب الحيوانية ثم لدى البشر، هي الطريقة الوحيدة لمعرفة ذلك.
فضلاً عن العلاجات، قد تساعد الخلايا المحفزة الوافرة القدرات على البحث عن سبب المرض. لقد قامت فرق عدة من العلماء فى جامعة هارفاردبتكوين خلايا محفزة وافرة القدرات من أفراد مصابين بأمراض ذات مسببات جينية مختلفة، مثل مرض لوغهريغ الذي يسمى أيضاً بالتصلب الجانبي الضمورى، وداء باركنسون، وداء هانتينغتون وداء السكري من الفئة أ. بما أن الخلايا المحفزة الوافرة القدرات يمكنها أن تتوافر إلى ما لا نهاية، فإن هؤلاء العلماء يعملون على إنتاج أعداد كبيرة من الخلايا التي تحمل العيوب الجينية المسببة لهذه الأمراض لدراستها، فيما يتعلق بالتصلب الجانبي الضمورى مثلاً، قاموا بتكوين خلايا محفزة وافرة القدرات ومن ثم حولوها إلى الخلايا العصبية التي يتلفها هذا المرض. وهم يستعملون هذه الخلايا لاختيار أدوية قد تبطل تأثيرات التصلب الجانبي الضمورى.
يتساءل الباحثون أيضاً إذا كان ممكناً فى المستقبل حث نوع من الخلايا البالغة المتخصصة على التحول إلى نوع آخر، من دون الحاجة حتى إلى تكوين خلايا محفزة وافرة القدرات، هذا التقدم كان يبدو بعيد الاحتمال حتى شهر أغسطس من ذلك العام، عندما تمكن فريق بقيادة دوغلاس ميلتون من جامعة هارفارد من تحويل خلايا بنكرياسية لا تفرز الإنسولين داخل فئران حية، بهدف معالجة داء السكري.
إذا كان هناك درس يمكن تعلمه من الأحداث المدهشة فى السنتين الماضيتين فهو أن الاكتشافات غالباً ما تنطوي على مفاجآت. وتحول علم الخلايا الجذعية إلى طب الخلايا الجذعية هو من المشاريع التي تتطلب إبداعاً وشراكات بين الجامعات والقطاعات والقطاع الخاص. إنه من الأبحاث الإبداعية التي تتفوق فيها أمريكا. فى الواقع، قد يكون طب الخلايا الجذعية إحدى الطرق التي يمكن فيها للأبحاث الأمريكية أن تترك بصماتها على مستقبل العناية الطبية.
