خلايا جذعية جديدة يمكن أن "تُزرع عالمياً"
غالبًا ما تكون عمليات الزرع نقطة أزمة ، نظرًا لوجود نقص عالمي في الأعضاء المتبرع بها ، ولكن أيضًا بسبب وجود خطر كبير من أن يرفض جسم المتلقي العضو المتبرع به أو الأنسجة المزروعة. يمكن لنوع جديد من الخلايا الجذعية "العالمية" أن يحل بعض هذه المشكلات.
الجهود الأخيرة التي بذلها فريق من جامعة كاليفورنيا (UC) ، سان فرانسيسكو ، ركز الباحثون على الهندسة الوراثية للخلايا الجذعية متعددة القدرات التي ستكون قادرة على تجاوز الاستجابة المناعية للجسم ، وبالتالي استباق الرفض.
حتى الآن ، لتجاوز مشكلة نقص الأنسجة المتبرع بها ، ابتكر العلماء خلايا جذعية من خلايا ناضجة ومتكاملة يجمعونها من نفس الشخص الذي يحتاج إلى عملية زرع. يطلقون على هذه "الخلايا الجذعية المستحثة متعددة القدرات" (iPSCs).
مع iPSCs ، يأمل العلماء في تقليل فرص رفض الجسم لهذه الخلايا - والتي ستتخصص لاحقًا وتدخل في دورها الجديد - حيث يميل الجهاز المناعي للمتلقي إلى "تصنيف" أنسجة المتبرع على أنها عامل ممرض محتمل ، والعمل ضدها.
ومع ذلك ، حتى هذا المسار كان محفوفًا بالعديد من العقبات ، ومن المدهش أن الخلايا الجذعية التي صممها المتخصصون من خلايا الشخص نفسه تواجه الرفض بشكل منتظم.
علاوة على ذلك ، يصعب إجراء عمليات iPSC ، ولا يزال من الصعب إعادة إنتاج المحاولات الناجحة.
"هناك العديد من المشكلات المتعلقة بتقنية iPSC ، ولكن أكبر العقبات هي مراقبة الجودة وإمكانية التكاثر. لا نعرف ما الذي يجعل بعض الخلايا قابلة لإعادة البرمجة ، ولكن يتفق معظم العلماء على أنه لا يمكن القيام بذلك بشكل موثوق بعد ، كما يشير الدكتور توبياس ديوز ، المؤلف الرئيسي في ورقة الدراسة الجديدة التي تظهر في المجلة التكنولوجيا الحيوية الطبيعة.
ويشير الدكتور ديوز إلى أن "معظم أساليب علاجات iPSC الفردية تم التخلي عنها بسبب هذا".
الآن ، ولأول مرة ، يعتقد علماء جامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو أنهم ربما توصلوا إلى حل من خلال اتباع نهج مختلف يخلق خلايا جذعية "عالمية" جديدة متعددة القدرات. هذا يعني أنها يمكن أن تتمايز إلى أي خلية متخصصة معينة - ولن تؤدي إلى استجابة مناعية من جسم المتلقي.
هندسة الخلية الجذعية المثالية
يشرح الدكتور ديوز: "كثيرًا ما يروج العلماء للإمكانيات العلاجية للخلايا الجذعية متعددة القدرات ، والتي يمكن أن تنضج في أي نسيج بالغ ، ولكن الجهاز المناعي كان عائقًا رئيسيًا أمام علاجات الخلايا الجذعية الآمنة والفعالة".
علاوة على ذلك ، كما تضيف كبيرة المؤلفين الدكتورة سونيا شريبفر ، على الرغم من أنه "يمكننا إعطاء الأدوية التي تثبط النشاط المناعي وتقليل احتمالية الرفض ، [...] تجعل هذه الأدوية المثبطة للمناعة المرضى أكثر عرضة للإصابة بالعدوى والسرطان."
لمحاولة التغلب على هذه العيوب ، استخدم فريق جامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو تقنية تحرير الجينات التي أطلقوا عليها اسم CRISPR-Cas9 ، وقاموا بتعديل نشاط ما لا يقل عن ثلاثة جينات "لحماية" الخلايا الجذعية الجديدة من جهاز المناعة ، والسماح على الجسم لقبولهم بسهولة أكبر.
اختبر الباحثون هذه الخلايا الجذعية المعدلة حديثًا في نماذج الفئران التي صمموها لمحاكاة أجسام المتلقين الذين يميلون إلى رفض عمليات الزرع - وهي خاصية يسمونها "عدم التوافق النسيجي" - مع أجهزة مناعية تعمل بكامل طاقتها.
يقول الدكتور ديوس: "هذه هي المرة الأولى التي يصمم فيها أي شخص خلايا يمكن زرعها عالميًا ويمكن أن تعيش في متلقين مؤهلين مناعياً دون إثارة استجابة مناعية".
وبشكل أكثر تحديدًا ، بدأ الفريق عملية هندسة الخلايا الجذعية عن طريق حذف اثنين من الجينات التي تتحكم في نشاط مجموعة من البروتينات - معقد التوافق النسيجي الرئيسي (MHC) من الصنف الأول والثاني - والتي ترسل إشارات إلى الجهاز المناعي ويمكن أن تحفز جهاز المناعة. استجابة.
كانت هذه الخطوة الأولى بديهية - فالخلايا التي لا تحتوي على الجينات التي تشفر بروتينات معقد التوافق النسيجي الكبير لا يمكنها إرسال إشارة "تسميها" بأنها "عوامل غريبة" إلى جهاز المناعة.
ومع ذلك ، فإن هذه الخلايا لا تحصل بعد ذلك على "تصريح مرور مجاني". على العكس من ذلك ، فقد أصبحوا أهدافًا لنوع من الخلايا المناعية المتخصصة يسميها العلماء الخلايا القاتلة الطبيعية (NK).
"منتج يمكن تطبيقه عالميًا"
عندما نظر الباحثون في طرق منع الخلايا القاتلة الطبيعية من مهاجمة الخلايا الجذعية ، وجدوا أن بروتينًا آخر على سطح الخلية - CD47 - والذي عادةً ما يحافظ على الخلايا المناعية الأخرى في مكانها ، يمكنه أيضًا تثبيط NKs.
أكدت الأعمال المخبرية والحيوية أن CD47 يحمل الجواب على صد الخلايا القاتلة الطبيعية. بتشجيع من هذه النجاحات ، قام فريق البحث بعد ذلك بزرع الخلايا الجذعية الجديدة - مع اثنين من الجينات الصامتة وجين محسن - في الفئران المصممة خصيصًا والتي تحتوي على عناصر جهاز المناعة البشرية لمحاكاة الاستجابة المناعية لدى البشر. كانت عمليات الزرع هذه ناجحة ، ولم ترفض أجسام القوارض الخلايا الجديدة.
أخيرًا ، ذهب الفريق إلى أبعد من ذلك ، حيث أقنع الخلايا الجذعية متعددة القدرات الجديدة بالتخصص كأنواع مختلفة من خلايا القلب. مرة أخرى ، قاموا بزرع الخلايا الناتجة في الفئران بنظام مناعي يشبه الإنسان.
أفاد الباحثون أن هذه التجارب نجحت أيضًا ، حيث نجت خلايا القلب الجديدة لفترة طويلة ، وتشكلت في أوعية دموية بسيطة وأنسجة عضلية للقلب.
يجادل الفريق بأن كل هذه النتائج تشير إلى أن الأطباء يمكنهم استخدام مثل هذه الخلايا الجذعية في نهاية المطاف عند علاج الناس.
يؤكد الدكتور ديوس: "إن أسلوبنا يحل مشكلة رفض الخلايا الجذعية والأنسجة المشتقة من الخلايا الجذعية ، ويمثل تقدمًا كبيرًا في مجال العلاج بالخلايا الجذعية".
"يمكن لتقنيتنا أن تفيد مجموعة واسعة من الأشخاص بتكاليف إنتاج أقل بكثير من أي نهج فردي. نحتاج فقط إلى تصنيع خلايانا مرة واحدة ، ويتبقى لدينا منتج يمكن تطبيقه عالميًا ".
د. توبياس ديوز
