ملايين الخلايا المنتجة للانسولين من الخلايا الجذعية

اعلن باحثوا الخلايا الجذعية في هارفارد انهم قاموا بخطوة عظيمة باتجاه ايجاد علاج حقيقي وفعال للداء السكري من النمط الاول حيث استطاع العلماء وانطلاقا من الخلايا الجذعية الجنينية الحصول على كميات كبيرة من الخلايا البنكرياسية المنتجة للأنسولين مناسبة لعمليات الزرع والتطبيقات الصيدلانية وهذه الخلايا مكافئة للخلايا الطبيعية المنتجة للانسولين .

قاد فريق العمل العالم Doug Melton والذي كرس نفسه منذ 23 عاما لابحاث الخلايا الجذعية لايجاد علاج للسكري بعد تشخيص اصابة ابنه الرضيع بالسكري . وقد قال ميلتون ” انهم على بعد خطوة واحدة في التجارب ما قبل السريرية للوصول للخط النهائي ” كما شارك في العمل مجموعة من الطلاب الجامعيين .

الداء السكري النمط الاول هو مرض مناعي استقلابي يقوم فيه الجهاز المناعي بقتل وتخريب الخلايا المنتجة للانسولين والذي بغيابه يصبح تركيز الغلكوز غير مضبوطا ضمن الدم والذي ينتج عنه في النهاية مرض السكري. ويعتمد المرضى على حقن الانسولين لذلك فان ايجاد علاج دائم لهولاء المرض سيشكل قفزة نوعية في عالم الطب .

يحاول العلماء منذ فترة بعيدة انتاج خلايا بنكرياس من الخلايا الجذعية وقد تمكن العلماء من قبل من انتاج هذه الخلايا بواسطة الخلايا الجذعية متعددة القدرات (human pluripotent stem cells (hPS ولكن كانت هذه الخلايا تفتقر للعديد من الصفات الوظيفية الموجودة عند الخلايا الطبيعية المنتجة للانسولين  .

beta_cells_for_web

خلايا منتجة للانسولين باللون الاخضر الناتجة عن الخلايا الجذعية

 

الابحاث السابقة :

يعتبر السكري من اهم الامراض التي تصيب الناس في العصر الحديث ولايوجد علاج دائم له وخصوصا النمط الاول الذي يتميز بفقدان الخلايا البنكرياسية التي تنتج الانسولين . ان ايجاد طرق لاستبدال الخلايا البنكرياسية لمرضى السكري يعني ان هولاء المرضى سيتعيدون القدرة على انتاج الانسولين وضبط تراكيز الغلكوز .حتى الان وجد العلماء طريقة لاستبدال هذه الخلايا باخذ الخلايا من الموتى وزرعها عند المريض ” هذه الطريقة غير عملية وتطبق فقط على عدد قليل من المرضى.

لذلك تم التوجه لابحاث الخلايا الجذعية بحيث يحصل العلماء على خلايا بنكرياسية من الخلايا الجذعية .ولكن تبين فيما بعد ان الحصول على الخلايا البنكرياسية يعتبر من اصعب المهام بالنسبة لابحاث الخلايا الجذعية وعلى الرغم من ان الخلايا الجذعية تستطيع التحول لانواع مختلفة من الخلايا ” عصبية -عضلية -عظمية..الخ” الا ان انتاج الخلايا البنكرياسية يتطلب ان تكون الخلايا مفرزة للانسولين ومتحسسة لتراكيز الغلكوز  وهو ماكان يشكل تحديا .

في السنوات الماضية ظهر عدة بروتوكولات لانتاج الخلايا البنكرياسية من الخلايا الجذعية الجنينية البشرية بحيث يتم تحويل هذه الخلايا لخلايا بنكرياسية عبر عدة خطوات وباستعمال عوامل نمو ومواد تقود عملية التحويل . ولكن هذه الخلايا كانت تختلف ببعض صفاتها الوظيفية عن الخلايا الطبيعية  ولم يستطع أي احد حتى الان من الحصول على خلايا بنكرياسية مطابقة للخلايا الطبيعية المفرزة للانسولين والتي تصلح لاستعمالها في المجال العلاجي .

وأخيرا الحل في الطريقة الجديدة :

استعمل العلماء في الطريقة الجديدة وسط زرعي معلق زرعوا فيه الخلايا الجذعية الجنينية وعبر عدة مراحل تم تحويلها لخلايا البنكرياس .

– في المرحلة الاولى حرضت الخلايا الجذعية الجنينية لتصبح خلايا للاديم الباطن “endoderm” وهي طبقة من الخلايا الداخلية في الجنين عند بداية تكونه .
– في المرحلة الثانية تم تحريض الخلايا لتصبح “طلائع للخلايا البنكرياسية “pancreatic progenitor” وهنا توقف العلماء قليلا لاختبار هذه الخلايا حيث تم حقنها ضمن الفئران المثبطة مناعيا لرؤية قدرة هذه الخلايا على التمايز لتصبح خلايا بنكرياسية ولقياس قدرتها على افراز الانسولين وقد اظهرت النتائج ان هذه الخلايا تعطي خلايا بنكرياسية منتجة للانسولين بعد مدة 3-4 اشهر بعد زرعها .

لذلك تم استكمال خطوات الدراسة بغرض الحصول على خلايا بنكرياسية منتجة للانسولين وليس فقط طلائع للخلايا .

-وتم استكمال الخطوات من مرحلة  طلائع للخلايا البنكرياسية “pancreatic progenitor” حيث ومن خلال التلاعب بشروط وسط الزرع وتغيير تراكيز المواد المستخدمة استطاع فريق العمل تحويل الطلائع لخلايا اكثر تمايزا وهي ايضا طلائع للخلايا البنكرياسية ولكنها اكثر تمايزا

(pancreatic progenitor step (PP2 وهذه الخلايا هي التي ستشكل نقطة بداية تكون الخلايا البنكرياسية . تم تعريض هذه الخلايا PP2 الى مجموعة من عوامل النمو والجزيئات الصغيرة.نتج عنه خلايا بنكرياسية منتجة للانسولين مشابهة للخلايا الطبيعية  وبالتالي تم ايجاد طريقة لانتاج الخلايا المفرزة للانسولين باستعمال تراكيب فريدة  وعمليات زرع متتالية باستعمال عوامل تؤثر على سبل نقل الاشارة داخل الخلايا . ويلزم حوالي 4-5 اسابيع للحصول على هذه الخلايا.

fx1

صورة تختصر عملية الانتاج بداءا من الخلايا الجذعية الجنينية “باللون الاحمر ” وحتى الوصول لخلايا بنكرياسية منتجة للانسولين “مرمزة ب SC-B” -في الاسفل عملية الاختبارضمن الفئران المصابة بالسكري و يظهر اسفل كل فأر مؤشر للغلكوز قبل وبعد المعالجة. Pagliuca, F., Millman, J. and Gürtler, M, et. al. Generation of functional human pancreatic beta cells in vitro. Cell. October 9, 2014.

ضمن هذه الدراسة تم اختبار تأثي ما يزيد عن 70 مركبا كانت قد ذكرت ضمن المراجع العلمية ان لها دورا في بيولوجيا البنكرياس . وتم استعمالها على شكل تركيبات بما يزيد عن 150 تركيبة . واغلب المواد كان لها تأثير قليل على التعبير الجيني ولكن في النهاية  توصل العلماء الى 11 مركبا استخدموها في طريقتهم الجديدة لانتاج خلايا البنكرياس .

الاختبار ضمن الحيوانات:

من اهم مايميز هذه الطريقة هي قدرتها على انتاج كميات كبيرة من الخلايا البنكرياسية المفرزة للانسولين . وللتاكد من فعالية هذه الخلايا قام العلماء بزرع هذه الخلايا ضمن فئران مثبطة مناعيا فكانت النتيجة هو ظهور الانسولين لديها خلال اسبوعين وقد اثبتت هذه الخلايا ايضا قدرتها على تخفيض تراكيز الغلكوز لدى الفئران المصابة بالسكري .

خطوة اخيرة :

ولتكتمل الدراسات على الحيوانات بقي هناك فقط خطوة واحدة وهي ايجاد طريقة لحماية الخلايا التي ستزرع ضمن المرضى . حيث ان مايميز مرضى السكري النمط الاول ان اجسامهم تهاجم هذه الخلايا وتخربها وبالتالي يتم الان العمل على ايجاد طريقة تحمي الخلايا المزروعة من هذا التاثير ويرجح العلماء ظهور علاج للسكري باستعمال هذه الخلايا خلال السنوات القليلة القادمة.

 

  فيديو يظهر عملية الزرع التي تمت في مختبرات جامعة هارفارد

المصادر :

من هنا

مختصر البحث المنشور

اضف رد

لن يتم نشر البريد الإلكتروني . الحقول المطلوبة مشار لها بـ *

*