تشير النتائج الجديدة التي توصل إليها علماء بيولوجيا الخلايا الجذعية في جامعة هارفارد إلى أنه قد يكون من الممكن في المستقبل إعادة نمو الجلد المصاب دون ترك ندبات.
تكشف الدراسة الجديدة التي نُشرت في 20 مارس في مجلة Cell عن طريقة لتجديد البشرة بالكامل عن طريق فتح آلية الشفاء الجنينية التي تتوقف بعد الولادة. وقد تساعد هذه الاستراتيجية، التي تم عرضها على الفئران، في توجيه تطوير علاجات مماثلة للمرضى من البشر.
قال يا تشيه هسو، أستاذ الخلايا الجذعية وعلم الأحياء التجديدي، وعضو هيئة التدريس الرئيسي في معهد هارفارد للخلايا الجذعية، وكبير مؤلفي الدراسة الجديدة: “لقد وجدنا طريقة لتحسين نتائج التئام الجروح بشكل أفضل من خلال تعلم كيفية قيام الأجنة بذلك بشكل جيد”. “أنا متحمس لأننا دفعنا الإبرة في اتجاه مهم حقًا. عندما يكون لدينا جرح، لا يمكن لمعظم أنواع خلايا الجلد أن تتجدد، ونحصل على ندبة. ولكن الآن أعتقد أننا وجدنا طريقة لتغيير ذلك، حتى تتمكن العديد من أنواع الخلايا من التجدد، ولا نحصل على ندبة.”
غالبًا ما يُوصف الجلد بأنه المثال الرئيسي للعضو الذي يمكنه تجديد نفسه. في الحقيقة، الشفاء لا يكون عميقًا تمامًا.
بعد الإصابة، تقوم الخلايا الجذعية الجلدية بإغلاق السطح وتودع الخلايا الليفية أنسجة ندبية كثيفة من الكولاجين.
لكن الجلد يحتوي أيضًا على مجموعة من الخلايا الأخرى (ما بين 10 إلى 50 نوعًا، اعتمادًا على كيفية تصنيفها) بما في ذلك بصيلات الشعر والأوعية الدموية واللمفاوية والغدد العرقية والخلايا الصبغية والخلايا المناعية والخلايا الدهنية والأعصاب.
تفشل معظم هذه الأنواع الأخرى في التجدد، لذا يظل الجلد المتندب متغيرًا بشكل أساسي.
وكانت دراسات سابقة قد أظهرت أن الجروح الجنينية يمكن أن تلتئم دون ترك ندبات، لكن الدراسة الجديدة تكشف أكثر من ذلك بكثير. بعد الإصابة، يستعيد الجلد الجنيني جميع أنواع الخلايا، لكن هذه القدرة تتلاشى بسرعة بعد الولادة. وتكشف الدراسة عن الآليات الجزيئية الكامنة وراء هذا المفتاح، وكيفية تشغيلها مرة أخرى.
وقال هسو: “تشير النتائج التي توصلنا إليها إلى أن بعض الأعضاء تحتفظ بإمكانية تجديد متأصلة يتم التحكم فيها ببساطة، وأن إزالة هذه الكتلة قد تكون كافية للسماح بحدوث التجديد”. “وبعبارة أخرى، قد لا تكون هناك حاجة إلى إعادة البناء من جديد، ولكن ببساطة تحريرها.”
توجت النتائج الجديدة خمس سنوات من البحث للمؤلفة الرئيسية هانا تام، دكتوراه. ’26، خريج كلية هارفارد كينيث سي جريفين للدراسات العليا في الآداب والعلوم في برنامج العلوم البيولوجية والطبية الحيوية في كلية الطب بجامعة هارفارد. لقد تعلمت إجراء الجراحة المجهرية على أجنة الفئران الصغيرة وحديثي الولادة تحت مجهر التشريح.
للتحقق من التئام الجروح، استخدمت تام أداة خزعة لإزالة عينة من الجلد تحتوي على جميع طبقاتها ثم قارنت كيفية تجديد العضو في الفئران الجنينية وفئران ما بعد الولادة في عدة نقاط زمنية.
كان أحد التحديات هو تتبع مواقع الجروح الجنينية لأنها شفيت تمامًا بحيث أصبح من الصعب تمييزها عن الجلد الطبيعي. وقام العلماء بوضع علامة على مواقع الإصابة بخرز الفلورسنت وحبر الحناء.
ووجدوا أن القدرة على تجديد الجلد انخفضت بشكل مطرد في الأيام التالية للولادة. حدث التحول الأكثر دراماتيكية من ثلاثة أيام قبل الولادة إلى خمسة أيام بعدها، أي فترة ثمانية أيام فقط.
في الفئران المصابة قبل ثلاثة أيام من الولادة، قام الجلد بتجديد أنواع مختلفة من الخلايا وكان يشبه إلى حد كبير الجلد غير المصاب. ولكن عندما جُرح بعد خمسة أيام من الولادة، تمت تغطية الموقع بالخلايا الظهارية وأصبح مليئًا بنسيج ندبي كولاجيني وألياف عصبية كثيفة بشكل غير طبيعي وخلايا مناعية. فشلت العديد من أنواع خلايا الجلد الأخرى في إعادة النمو.
بعد ذلك، سعى الفريق إلى تحديد الدوافع الرئيسية وراء هذه الاختلافات.
ووجدوا أن مواقع الجروح بعد الولادة أصبحت مكتظة بالأعصاب. يحدث هذا “فرط التعصيب” لأن الخلايا الليفية في جروح ما بعد الولادة تقوم بتنظيم الجين Cxcl12، الذي يجند أعصابًا زائدة في المنطقة ويعوق إعادة نمو أنواع خلايا الجلد الأخرى.
عندما استنزف الباحثون Cxcl12 في جروح الفئران بعد الولادة، تم تقليص “فرط التعصيب”، وأعاد الجلد نمو أنواع مختلفة من الخلايا. أدى حجب الإشارات العصبية المحلية باستخدام توكسين البوتولينوم A (البوتوكس) إلى إنتاج تأثيرات مماثلة.
قالت تام إن الفريق “اصطدم بحائط” في منتصف بحثها لأنهم افترضوا أن عملية التجديد تتضمن بطريقة أو بأخرى الخلايا المناعية. وقد حدث تقدم كبير عندما اكتشفوا أن العائق الحقيقي هو الإشارة التي تكمن وراء التعصيب المفرط، وأنهم يستطيعون إيقافها لاستعادة التجدد الكامل.
قال تام، وهو الآن باحث في مرحلة ما بعد الدكتوراه في معهد سكريبس للأبحاث في كاليفورنيا: “الجزء المثير للدهشة هو أننا تمكنا من تحديد الكتلة”. “وهذه الكتلة هي من خلال التفاعل بين الخلايا الليفية والأعصاب. لم تكن العلاقة بين هذين النوعين المختلفين من الخلايا هي محور دراسات التئام الجروح. أشعر أن هذا مفيد جدًا لهذا المجال، لأننا الآن يمكننا حقًا اعتبار هذين النوعين من الخلايا بمثابة جهات اتصال فعلية.”
قبل الدراسة، توقع هسو أن مفتاح شفاء الجروح سيكون إعادة إنشاء سلسلة من “عوامل تعزيز التجديد” لتقليد الشفاء الجنيني. وتبين أن الحل أبسط بكثير.
وقالت: “لم أكن أعتقد أنه سيتعين علينا سحب المكابح، وهو أمر جيد في الواقع – إنه أسهل كثيرًا”. “إنه يعطيني الأمل في أن هذا قد يكون قابلاً للتطبيق لتحسين التئام الجروح لدى البشر.”
تم دعم هذا البحث بتمويل فدرالي من المعاهد الوطنية للصحة.
