استخدام إعادة البرمجة الخلوية لمعاكسة الشيخوخة في الحيوانات الحيّة للمرة الأولى!

استخدم العلماء للمرة الأولى، إعادة البرمجة الخلوية لمعاكسة عملية الشيخوخة في الحيوانات الحيّة، وإعداد فئران بنموذج شيخوخة مُسبق لتعيش 30% أطول بالمقارنة مع الحيوانات تحت المراقبة. تشمل التقنية استخدام الخلايا الجذعية التحريضية متعددة القدرات induced pluripotent stem cells (iPSCs)، والتي تمكِّن العلماء من إعادة برمجة خلايا الجلد إلى حالة قاعدية شبه جنينية.

بالانطلاق من ذلك، بإمكان الـ iPSCsأن تتطور إلى أنماط أخرى من الخلايا في الجسم، والآن أظهر الباحثون بأنَّ إعادة البرمجة الخلوية بإمكانها أيضاً أن تعيد الشباب إلى الكائنات الحية، بالإضافة إلى تصفية الخلايا المتراجعة.

” في دراسات أخرى قام العلماء بإعادة برمجة الخلايا بشكل كامل إلى حالة الخلية المشابهة للخلية الجذعية” يقول الباحث براديب ريدي Pradeep Reddy من مؤسسة سالك Salk للدراسات البيولوجية.

” إلّا أننا نظهر للمرة الأولى، بأنه من خلال التعبير عن هذه العوامل لفترة قصيرة، فبإمكانك الحفاظ على هوية الخلايا ومعاكسة كل العلامات المرتبطة بالشيخوخة”.

طُورَت تقنية الـ iPSC من قبل الباحث الياباني Shinya Yamanaka في عام 2006، عندما اكتشف بأنَّ الخلايا المتمايزة يمكن إعادة تحويلها إلى خلايا مشابهة للخلايا الجذعية الجنينية، من خلال تحريض التعبير عن أربعة جينات تُعرف الآن بعوامل ياماناكا Yamanaka factors.

لكن بينما تبدو إعادة برمجة الخلايا إلى حالة خلايا شبه جنينية بأنها تجعل المتعضيات أكثر شباباً، إلّا أنها تسفر عن مضاعفات خطيرة. توصل بحث أُجري في 2013-2014 إلى أنَّ طرح الـ iPSC في الحيوانات الحية كان قاتلاً، ناتجاً عنه نموات سرطانية، أو فشل عضوي بسبب فقد الخلايا البالغة لهويتها.

” من الواضح أنَّ هناك منطقا لذلك ” كما أخبر باحث علم التخلّق وولف ريك Wolf Riek من جامعة كاميريدج في المملكة المتحدة، والذي لم يكن مشاركاً في الدراسة، حنا غيلفن Hanna Gelvin من صحيفة الغارديان.

في خلايا الـ IPS تقوم بضبط ساعة الشيخوخة وإعادتها إلى الصفر. العودة إلى الصفر، إلى حالة جنينية، من المحتمل أنه ليس فعلاً ما تريده، لذلك تسأل: إلى أين تريد العودة؟

قاد هذا النمط من التفكير باحثي مؤسسة سالك إلى السعي نحو إعادة البرمجة الجزئية، عوضًا عن تحريض التعبير عن عوامل ياماناكا لثلاثة أسابيع –والذي يقود إلى خلايا متعددة القدرات– قاموا بتحريض الجينات ليومين أو أربعة أيام فقط.

هذا يعني بأنَّ الخلية تحافظ على تمايزها، أي أنّ الخلية الجلدية تبقى خلية جلدية ولا يتم إعادتها بشكل كامل إلى خلية جذعية، إلّا أنّها وبشكل فعال تصبح نسخة أكثر شباباً عن نفسها.

على الأقل، تلك فرضية، ويقول الباحثون أنّ إعادة البرمجية الجزئية، ستمنع تراكم ما يسمى بالعلامات الوراثية في خلايانا، والتلف الذي يتراكم في جينومنا بالاستجابة إلى العوامل البيئية والخارجية.

مع الوقت، تتضح العلامات أكثر فأكثر، مسببة تراجع فعالية الخلية ومؤدية إلى ما نعانيه والمسمى الشيخوخة. مثّل الباحثون العملية بالمخطوطة والتي تصبح غير مقروءة بسبب الكثير من عمليات التحرر اليدوية.

” في نهاية الحياة يكون هناك الكثير من العلامات، ويكون من الصعب على الخلية أن تقرأها ” كما أخبر أحد أفراد الفريق Izpisua Belmonte، نيكولاس وايد من صحيفة نيويورك تايمز The New York Times..

بينما لايزال هذا افتراضاً حتى الآن، إلّا أنّ تجارب الباحثين تقترح بأنهم على حق نسبيا.

عند الفئران المصابة بالشُياخ progeria، وهو مرض وراثي نادر يسبب الشيخوخة المبكرة، عاشت الحيوانات التي تلقت علاج إعادة برمجة جزئي لـ 24 أسبوعا وسطياً، بينما عاشت الحيوانات غير المعالجة من المرض نفسه لـ 18 أسبوع فقط.

” من الصعب أن نقول بالتحديد لِمَ تعيش الحيوانات أطول ” يقول Paloma Martinez-Redondo أحد أفراد البحث في بيان صحفي.

” إلّا أننا نعلم أنّ التعبير عن هذه العوامل يتضمن تغيرات في الجينوم، وهذه التغيرات تقود إلى فوائد على المستوى الخلوي والعضوي”.

بالإضافة إلى مدى الحياة الأطول، أيضاً فقد عرفت صحة الحيوانات المعالجة تعزيزاً في الفئران التي أظهرت وظائف عضوية وقلبية وعائية محسَّنة. عندما طُبقت المعالجة على الفئران الصحيحة غير المصابة بالشياخ، أظهرت هي الأخرى تحسُّنا في صحتها العضوية، إلّا أنّه من المبكر أن نقول فيما إذا كان تعميرها فعالاً، كما في الحيوانات التي ماتزال حية.

بالرغم من كون هذه النتائج واعدة، إلّا أنها لاتزال أياما مبكرة لهذا البحث، وبشكل خاص إلى الحد الذي سيكون بالإمكان في يوم ما أن يُطبَق على البشر. لحد الآن، رأينا هذه النتائج فقط في الفئران، إلّا أنّ الباحثين يأملون بأنّ التحريض الانتقائي لعوامل ياماناكا ربما ينتج عنه تأثير مشابه عند البشر.

“من الواضح أنّ الفئران ليست بشرا، ونعلم بأنه أكثر تعقيداً بكثير أن نعيد الشباب لشخص” يقول بيلمونت.

إلّا أنّ هذه الدراسة تُظهر بأنَّ الشيخوخة عملية ديناميكية مرنة، ومن أجل ذلك ستكون مسؤولة عن التدخلات العلاجية أكثر مما نعتقده مسبقاً. ينوي الفريق حالياً النظر في تطوير الجزيئات التي ربما تكون قادرة على محاكاة عوامل ياماناكا، مع التركيز على إعادة الشباب إلى نسج وأعضاء محددة.

لن تكون هذه الأدوية متوفرة غداً، لكن من ناحية أخرى، لا يبدو أنّها ستكون بعيدة جداً.

” يمكن إعطاء هذه المواد الكيميائية على شكل كريمات أو حقن لإعادة الشباب للجلد، العضلات والعظام ” أخبر بيلمونت صحيفة الغارديان.

” نعتقد بأنّ هذه المقاربات الكيميائية ستكون في مرحلة التجارب السريرية على الإنسان خلال العشر سنوات القادمة ”
تم ذكر هذه البيانات في صحيفة Cell.

إعداد: رنيم جنيدي.
تدقيق: محمد علمي.
المصدر