روتشستر، ولاية مينيسوتا — عندما يتعلق الأمر بعلاج أحد الأمراض، فإن أحد أبرز المسارات هي معالجة الخلايا الهرِمة. هذه الخلايا، التي تُسمى أيضًا "خلايا الزومبي"، تتوقف عن الانقسام، ولكنها لا تموت تمامًا، بعكس أغلب الخلايا الأخرى. وتظهر في صورة أمراض عديدة، مثل السرطان وداء الزهايمر، وأثناء عملية الشيخوخة نفسها. وفي حين تسعى العلاجات المحتملة إلى القضاء على هذه الخلايا أو ترميمها، تبقى إحدى العقبات الرئيسة هي إيجاد وسيلة لتمييزها عن الخلايا السليمة داخل النسيج الحي. 

في مجلة Aging Cell، سجل باحثو مايو كلينك اكتشاف طريقة جديدة لوسم الخلايا الهرِمة. حيث استخدم الفريق جزيئات تُسمى "الأبتمرات" — وهي سلاسل قصيرة من الحمض النووي الاصطناعي تتحول إلى أشكال ثلاثية الأبعاد. وتتمتع الأبتمرات بقدرتها على إلصاق نفسها بالبروتينات على سطح الخلايا. اكتشف الفريق في خلايا الفئران العديد من الأبتمرات النادرة، والتي تم تمييزها من بين أكثر من 100 تريليون تسلسل عشوائي من الحمض النووي، يمكنها الالتصاق ببروتينات معينة على سطح الخلايا ووسم الخلايا الهرِمة.

"لقد أسس هذا النهج مبدأ أن الأبتمرات هي تكنولوجيا يمكن استخدامها لتمييز الخلايا الهرِمة عن الخلايا الصحية"، يقول عالم الكيمياء الحيوية وعالم الأحياء الجزيئية جيم ماهر الثالث، حاصل على الدكتوراه، الباحث الرئيسي في الدراسة. "وبرغم أن هذه الدراسة تشكل خطوة مبدئية، إلا أن النتائج تشير إلى إمكانية تطبيق هذا النهج على الخلايا البشرية".

من فكرة غريبة إلى تعاون مثمر  

بدأ المشروع كفكرة غريبة لأحد طلاب الدراسات العليا في مايو كلينك أثناء حديثه مع إحدى زميلاته.

كان كينان بيرسون، حاصل على الدكتوراه، والذي حصل مؤخرًا على درجته من كلية الدراسات العليا للعلوم الطبية الحيوية التابعة لمايو كلينك، يعمل تحت إشراف الدكتور ماهر، ويدرس كيف يمكن للأبتمرات علاج الأمراض العصبية التنكسية أو سرطان الدماغ.

وعلى بُعد بضعة طوابق، كانت سارة جاشيم، حاصلة على الدكتوراه، والتي كانت هي الأخرى تجري دراساتها العليا، تعمل في مختبر الباحث ناثان ليبراسور، حاصل على درجة الدكتوراه، والذي يدرس الخلايا الهرمة والشيخوخة.

وأثناء حدث علمي تصادف أن تحدث الطالبان عن أطروحات تخرجهما. حيث اعتقد الدكتور بيرسون أن تكنولوجيا الأبتمرات قد تكون قادرة على تمييز الخلايا الهرِمة. يقول الدكتور بيرسون: "اعتقدت أنها فكرة جيدة، ولكني لم أكن على دراية بعملية تهيئة الخلايا الهرِمة لفحصها، وهو مجال خبرة سارة".  

وقد عرضا الفكرة على مشرفيهما وعلى الباحث دارين بيكر، حاصل على الدكتوراه، والذي يبحث في علاجات الخلايا الهرِمة. في البداية أقر الدكتور أن فكرة الطالبين بدت مجنونة ولكنها كانت جديرة بالمتابعة. وكان المشرفون الثلاثة متحمسين للخطة. يقول الدكتور ماهر: بصراحة أحببنا حقيقة أنها فكرة طلابنا وأنها تشكل تكاملاً حقيقيًا بين مجالين بحثيين."

"حصل الطالبان على نتائج مقنعة أبكر مما توقعوا وسارعوا بإشراك طلبة آخرين من المختبرات. وساهم طلاب الدراسات العليا آنذاك، براندون ويلبانكس، حاصل على الدكتوراه، ولويس برييتو، دكتور في الطب، وطالبة الدكتوراه كارولين دوهيرتي، دكتورة في الطب، بأساليب إضافية، شملت تقنيات المجهر الخاصة وعينات أكثر تنوعًا من الأنسجة. تقول الدكتورة جاشيم: "لقد أصبح من المشجع بذل المزيد من الجهد، لأننا كنا ندرك أن هذا المشروع سينجح".

تحديد سمات الخلايا الهِرمة

قدمت الدراسة معلومات جديدة عن الخلايا الهرِمة أكثر من مجرد القدرة على وسمها. يقول الدكتور ماهر: "حتى هذه اللحظة لا توجد واسمات معروفة عالميًا تميز الخلايا الهرِمة. وقد اُعدت دراستنا لتكون نتيجتها مفتوحة فيما يتعلق بجزيئات السطح المستهدفة على الخلايا الهرِمة. ويتمثل جمال هذا النهج في أننا نجعل الأبتمرات تختار الجزيئات التي ترتبط بها".

توصلت الدراسة إلى أن العديد من الأبتمرات التصقت بمتغير من جزيء محدد على سطح خلايا الفئران، وهو بروتين يسمى فيبرونيكتين. ولم يُعرف بعد دور متغير فيبرونيكتين في عملية الشيخوخة، ولكن النتيجة تعني أن الأبتمرات قد تكون الأداة للتعرف على المزيد من الخصائص الفريدة للخلايا الهرِمة.

لذلك من الضروري إجراء المزيد من الدراسات لاكتشاف الأبتمرات التي يمكنها رصد الخلايا الهرِمة. ويمكن للأبتمرات التي لديها القدرة على الالتصاق بالخلايا الهرِمة إيصال العلاج مباشرة إلى هذه الخلايا. ويوضح الدكتور بيرسون أن تكنولوجيا الأبتمرات أقل تكلفة وأكثر تنوعًا من الأجسام المضادة التقليدية، وهي البروتينات التي عادةً ما تُستخدم للتفريق بين أنواع الخلايا.

يقول الدكتور ماهر: "لقد قدّم هذا المشروع مفهومًا مختلفًا. وقد تعمل الدراسات المستقبلية على توسيع نطاق هذا النهج ليشمل تطبيقات تتعلق بالخلايا الهِرِمة في الأمراض البشرية".

للحصول على القائمة الكاملة للمؤلفين والإفصاحات والتمويل، راجع الورقة البحثية.

###

نبذة عن مايو كلينك
مايو كلينك هي مؤسسة غير ربحية ملتزمة بإجراء أبحاث ابتكارية في الممارسات السريرية والتعليم والأبحاث، وكذلك منح التعاطف على أيدي مجموعة من الخبراء لكل شخص يحتاج إلى الشفاء والرد على استفساراته. تفضَّل بزيارة شبكة مايو كلينك الإخبارية لمعرفة المزيد من أخبار مايو كلينك.

جهة الاتصال الإعلامية:

• جولي فيريس تيلمان، حاصلة على دكتوراه، مايو كلينك للتواصل، البريد الإلكتروني: newsbureau@mayo.edu 

[mayoNnVideoDownload]

المقالات ذات الصلة