كيف يتم إصلاح عظامنا بواسطة الخلايا الجذعية الهيكلية؟

سواء كنت رياضيًّا تنافسيًّا أو بالغًا مسنًّا، فإن العظام القوية ضرورية، ليس فقط للحركة، بل بالنسبة أيضًا للصحة العامة.

وقد ألقت دراسة جديدة الضوء على كيفية صيانة عظامنا وإصلاحها بواسطة الخلايا الجذعية - وكيف تتعطل هذه العملية مع التقدم في السن وفي حالات ضعف الالتئام.

قد تفتح هذه النتائج آفاقًا لعلاجات تُسرّع التعافي من الإصابات، وتُحسّن صحة العظام، وتُعزز الأداء الرياضي.

قال توماس أمبروزي، الذي قاد هذه الدراسة: "الخلايا الجذعية هي مصدر كل تكوّن عظمي جديد، لذا فإن هذا العمل يُمثل أساسًا لتطوير علاجات جديدة لحالات ضعف صحة الهيكل العظمي وتأخر أو ضعف تجدد الكسور".

نُشرت الدراسة في مجلة Cell Stem Cell.

قال مايكل لونجاكر، أحد المؤلفين الرئيسيين للدراسة: "يجسد هذا العمل مهمة تحالف وو تساي للأداء البشري في تطوير العلوم التي تساعد الناس على البقاء بصحة جيدة، والتعافي بشكل أسرع، وتحقيق الأداء الأقصى".

وأضاف: "من خلال اكتشاف كيفية تغير الخلايا الجذعية الهيكلية مع تقدم العمر وكيفية استعادة وظيفتها، فإننا نبني الأساس للعلاجات التجديدية التي يمكن أن تعزز التعافي واستعادة الحركة بعد الإصابة".

الخلايا الجذعية

https://seha24.net/34506هي خلايا متخصصة قادرة على توليد أنسجة جديدة باستمرار.

في الماضي، ركز العلماء الذين يدرسون تكوين العظام وشفائها على دور الخلايا الجذعية الوسيطة (MSCs) غير المحددة جيدًا، والموجودة في نخاع العظم وأماكن أخرى من الجسم.

إلا أن الدراسات السريرية التي اختبرَت فوائد هذه الخلايا في صحة العظام لم تُسفر في معظمها عن نتائج تُذكر.

ويشتبه أمبروسي وزملاؤه في أن نوعاً نادراً جداً من الخلايا، يصعب دراسته، ويوجد في أنسجة العظام ــ وتسمى الخلايا الجذعية الهيكلية ــ قد يلعب دوراً أكثر مركزية.

ولاستكشاف هذه الفكرة، قام أمبروزي وزملاؤه بتحليل الخلايا الجذعية الهيكلية من عشر مناطق من الهيكل العظمي البشري النامي، وقارنوها بخلايا من مرضى بالغين طوال حياتهم، بما في ذلك الأشخاص الذين يعانون من كسور فشلت في الشفاء والأشخاص الذين يعانون من أمراض العظام.

اكتشفوا أربعة أنواع فرعية رئيسية من الخلايا الجذعية الهيكلية، كل منها متخصص في بناء العظام، أو الغضاريف، أو سدى نخاع العظم الداعم، أو الأنسجة الليفية التي تُشكل الدعامة.

كما أنشأ الباحثون أول خريطة مكانية لمواقع هذه الخلايا الجذعية داخل العظام، مما يُساعد في تفسير كيفية أداء أجزاء مختلفة من الهيكل العظمي لوظائف مُختلفة، والحفاظ على بنيتها، واستجابتها للتلف.

في مرحلة الشباب، تتوازن هذه الأنواع الفرعية من الخلايا الجذعية الهيكلية بطريقة تدعم عظامًا قوية ومرنة، ولكن مع التقدم في السن، أو عندما يتعثر الشفاء بعد الإصابة، يتغير هذا التوازن. تميل الخلايا الجذعية بشكل متزايد إلى تكوين أنسجة ليفية، منتجةً مادة تشبه الندبات بدلًا من العظام.

وأوضح أمبروزي أن "هذا التحول هو أحد الأسباب التي تجعل العظام أكثر هشاشة مع تقدم العمر وتفشل في الالتئام بشكل سليم".

لفهم هذا التغير المصاحب للشيخوخة، ومصدر أنواع الخلايا الجذعية المختلفة، طوّر الفريق نهجًا حاسوبيًا جديدًا لتحليل الجينات التي ارتفعت أو انخفضت في مختلف مجموعات الخلايا الجذعية الهيكلية. مكّنهم هذا من تحديد شبكات محددة من الجينات المسؤولة عن موازنة انخفاض ونمو العظام.

بفضل هذه الرؤية، حدد الباحثون مزيجًا من جزيئين صغيرين يدفعان معًا الخلايا الجذعية الهرمة أو التي تعاني من خلل وظيفي إلى مرحلة بناء العظام.

في أطباق المختبر ونماذج الفئران، أنتجت الخلايا الجذعية البشرية المعالجة بهذا المزيج من الجزيئات المزيد من العظام، وعززت التئام الكسور، وحاكت سلوك الخلايا الشابة السليمة.

قال أمبروزي: "عملت المركبات كما هو مُستنتج من نهجنا الحسابي، وقد أدت إلى زيادة هائلة في تكوين العظام بوساطة الخلايا الجذعية في موقع الكسر".

أكد أمبروزي أن النتائج الجديدة ليست جاهزة للتطبيق السريري بعد، وأن معظم علاجات الخلايا الجذعية المُعلن عنها حاليًا لصحة العظام لا تستند إلى أسس علمية دقيقة، إلا أن نتائجه تُمهد الطريق لدراسات مستقبلية حول كيفية إنتاج العظام أو الغضاريف من الخلايا الجذعية الهيكلية .

وقال: "العظام ليست فقط الهيكل الذي يُعطي أجسامنا شكلها وبنيتها، بل هي أيضًا ما يُمكّننا من الحركة، وتخزين المعادن الأساسية، ودعم إنتاج خلايا الدم".

وأضاف: "إن فهم البيولوجيا الأساسية للهيكل العظمي أمرٌ بالغ الأهمية لفهم الصحة العامة".