الخلايا الجذعية ومستقبل الطب

د. موسى الخلف

خلايا المنشأ أو الخلايا الجذعية Stem Cells هي الخلايا التي يتكون منها الجنين في مراحله الأولى، ويطلق عليها بعض العلماء اسم الخلايا السحرية؛ لأن قدراتها عجيبة، إذ تتميز بقدرتها على أداء وظيفتين أساسيتين في الوقت نفسه، ولا يمكن لأي نوع آخر من الخلايا في الجسم أن يتقن عملها، فهي قادرة على تجديد نفسها باستمرار وعلى التمايز لإعطاء خلايا متخصصة الوظائف.
وهذه القدرة على التكاثر الدائم والقدرة على أن تتحول إلى خلايا محددة الوظيفة يجعل منها ما يمكن تسميته بالقطع النادر، أو الشيء الفريد في جسم الكائن الحي. وخلافاً لجميع خلايا الجسم الأخرى فإن خلايا المنشأ تستطيع التوقف عن تكاثرها لتتحول إلى خلايا محددة الوظيفة، ويكون ذلك بناءً على إشارة خارجية معينة.

وثمة سؤالان مهمان يحيران العلماء بهذا الصدد هما: كيف يمكن لخلية واحدة، هي البيضة الملقحة Zygote، أنْ تتحول لتعطي مليارات الخلايا التي تختلف عن بعضها بعضا؟ وما الأسباب التي تسمح لتلك الخلية الوحيدة بأداء هذا العمل الفني الرائع؟
وفي واقع الأمر فإنه إلى هذا اليوم لا توجد إجابة شافية عن هذين السؤالين، وبخاصة فيما يتعلق بتطور البيضة الملقحة للإنسان وطريقة تطورها من خلية واحدة بعد عملية التلقيح إلى أكثر من 200 نوع من الخلايا المتخصصة. أما النتائج التي يتم الحصول عليها نتيجة التجريب على الحيوانات ولاسيما الفئران فهي ربما لا تنطبق أو لا تماثل ما يحدث لدى جنين الإنسان.
وبصورة عامة تظهر معظم التجارب أن خلايا المنشأ يجب أن تتوافر فيها بعض الصفات حتى نستطيع أن نعتبرها كذلك، منها أن تكون الخلايا قادرة على تجديد نفسها باستمرار، على أن تكون قادرة على التحول إلى نوع آخر من الخلايا إذا طلب منها ذلك.

اهتمام مفاجئ!
لكن لماذا يظهر العالم كل هذا الاهتمام المتزايد والمفاجئ بخلايا المنشأ البشرية؟ فوسائل الإعلام العالمية تنقل الأخبار الجديدة عنها والمجلات العلمية الشهيرة لا تخلو أعدادها من الإشارة إلى آخر التطورات التي تشهدها الساحة العلمية في مجال التقنيات المتعلقة بتطوير هذه الخلايا التي يصفها بعض الأشخاص بالخلايا السحرية.
وللعلم فإن العلماء يعملون ويجربون منذ زمن طويل لفهم الكيفية التي تتطور بها البيضة الملقحة، والتي تتكون من خلية واحدة إلى أكثر من 200 نوع من الخلايا التي تشكل الأنسجة، حيث تم في عام 1981 للمرة الأولى الحصول على خلايا المنشأ من جنين فأر بلغ من عمره يومين، وكان جسمه حينذاك مؤلفاً من عشرات الخلايا المتشابهة، وتسمى هذه المرحلة بمرحلة الخلايا التوتية Blastocyst (الكيسة الأريمية).
ومنذ ذلك الوقت تراكمت معلومات كثيرة عن الآلية التي تتطور بها البويضة الملقحة والمؤلفة من خلية واحدة إلى جنين مؤلف من خلايا كثيرة تختلف عن بعضها بعضاً. وتبين للعلماء نتيجة لأبحاثهم على الحيوانات؛ أن الخلايا الموجودة في الكتلة الداخلية للمرحلة التوتية يمكن عزلها وزراعتها بشكل مستمر في المختبر دون أن تفقد الصفات الواجب توافرها في خلايا المنشأ. إضافة إلى ذلك، فإنه إذا تم إعادة الخلايا المزروعة في المختبر لفترات طويلة داخل الجنين في مراحله الأولى فإنها ستتحول لتعطي معظم خلايا الجنين.
وهذا الاكتشاف على الحيوانات كان له تطبيقات مهمة لدراسة الدور الذي تؤديه الجينات والحصول على ما يسمى بالحيوانات عبر الجينية أو Transgenic Animals، حيث جرى خلال السنوات العشر الأخيرة الحصول على مئات الأنواع من الحيوانات وبخاصة الفئران عبر الجينية التي تم تعديلها وراثياً، كأن يتم إضافة مورثة معينة إلى البويضة الملقحة لتندمج في الجينوم، وليتم توارثها في جميع الخلايا، ومن ثمّ دراسة تأثيرها على الجنين الكامل.
وهذا ما فعلناه في دراستنا للمورثة المسماة MDM2 بهدف فهم وظيفتها. وقد تبين أن لتلك المورثة دوراً في تشكل بعض الأمراض الجلدية، وتم تسجيل براءة اختراع لهذا الاكتشاف لكي تستخدم هذه الحيوانات في التجريب على أنواع دوائية جديدة للأمراض الجلدية.
وأصبح الأمر أكثر حساسية حين استطاع العلماء للمرة الأولى في تاريخ البشرية الحصول على خلايا المنشأ من جنين الإنسان، وتمت زراعتها في المختبر، ووجدوا أنها حافظت على الصفات التي يجب توافرها في خلايا المنشأ، أي إنها تستطيع التكاثر في أنبوب الاختبار بشكل مستمر دون أن تغير في صفاتها، ولاسيما ما يتعلق بالطريقة التي برمجت بها جيناتها، إضافة إلى قدرتها على أن تغير في برمجتها الجينية حين يطلب منها ذلك لتتحول إلى خلايا من نوع آخر تستطيع القيام بوظائف مختلفة. ونشر هذا الاكتشاف في الأيام الأخيرة من عام 1998، وتم نشر الاكتشاف في وقت واحد في جامعتين أمريكيتين.
وقد احتاج العلماء إلى نحو 20 عاماً بعد اكتشافهم لخلايا المنشأ من الحيوانات للحصول على خلايا المنشأ البشرية، وهذه الفترة الزمنية تكاد تنطبق على معظم الاكتشافات الحساسة التي يتم اكتشافها على الحيوان أولاً، وتستغرق مدة طويلة ليتم تجريبها على الإنسان.

تعويض الخلايا البشرية
ويعزى الاهتمام العالمي الواسع بخلايا المنشأ البشرية إلى أسباب عدة، حيث يتوقع العلماء أن يتم استخدام تلك الخلايا لتعويض الخلايا التي يتم فقدانها من الإنسان في مراحل متأخرة من حياته والتي تؤدي للإصابة بأمراض خطرة؛ كمرض السكري وأمراض القلب الناتجة عن فقدان خلايا عضلة القلب وبعض الأمراض القلبية التي تنتج عن فقدان بعض الخلايا الموجودة في الدماغ.
واستطاع بعض العلماء في الآونة الأخيرة التوصل إلى اكتشاف مهم؛ إذ أظهروا للمرة الأولى وجود خلايا منشأ خاصة بكل عضو من أعضاء الإنسان، وهي خلايا تعوض النقص المستمر الذي يطرأ على أعضاء الجسم بسبب موت بعض الخلايا، فهناك خلايا منشأ في الجلد وفي البنكرياس وفي الدم وفي خلايا الكبد، والجراحون يعرفون أكثر من غيرهم أن لمعظم الأعضاء قدرة على التجديد وتعويض المنطقة التي يستأصلونها في بعض الأعمال الجراحية الناتجة عن إصابة عضو ما بالسرطان أو غيره من الأمراض.
وأجرى الدكتور سامي أصفر أستاذ الجراحة في كلية الطب بجامعة الكويت حديثاً عملية استئصال شملت أكثر من نصف كبد لأحد المرضى، وتبين له بعد أسابيع قليلة أن الحجم الطبيعي للكبد عاد إلى وضعه الطبيعي. ويتبين من ذلك أنَّ خلايا المنشأ الموجودة في كبد المريض أنجزت عملاً جباراً؛ وهو تعويض النقص الذي سببته عملية الاستئصال. ويبقى السؤال: كيف علمت خلايا المنشأ بعملية الاستئصال؟ ويبقى هذا السؤال مفتوحاً أمام العلماء وهو يتعلق باكتشاف اللغة التي تتكلم بها خلايا المنشأ.

خلايا الدماغ
ثم جاء اكتشاف مهم آخر أظهر وجود خلايا منشأ في الدماغ، بعد أن اعتقد خطأ لفترة طويلة أن الدماغ لا يحتوي على خلايا منشأ، وأن الخلايا التي تموت في الدماغ لسبب أو لآخر لا يمكن أن تعوض أبداً، وهذا يعني أن للدماغ أيضاً – كباقي أنسجة الجسم – خلايا منشأ تعوض الخلايا التي يفقدها الدماغ.
وهكذا فقد تبين أخيراً أن كل نسيج من أنسجة الجسم يحوي خلايا تحافظ على حياتها باستمرار، وفي حالة الحاجة تتحول لتعطي كل أنواع الخلايا التي تشكل ذلك النسيج، فخلايا المنشأ في الجلد تستطيع أن تعطي الخلايا الجلدية إذا تعرض الجلد لجرح أو حرق، وخلايا المنشأ الموجودة في الكبد تستطيع أن تعطي جميع أنواع الخلايا الكبدية – كما رأينا سابقاً في حالات الاستئصال الجراحي – وخلايا المنشأ في النخاع العظمي يمكنها توليد كل خلايا الدم التي يفقدها الإنسان في حالة النزيف.

تطوير خلايا المنشأ
وفي عام 1999 حقق العلماء تقدماً مهما في مجال دراسة وتطوير خلايا المنشأ، فقد استطاعوا تحويل خلايا المنشأ التي توجد في نسيج معين، والتي تعطي عادة خلايا النسيج التي تمثله إلى خلايا أخرى لا تشابه النسيج الذي تنتمي إليه، وإنما لخلايا تنتمي إلى نسيج آخر.
ومن أمثلة ذلك خلايا المنشأ الموجودة في نقي العظام والمعروفة بأنها تعطي خلايا الدم المختلفة. وتمكن العلماء من تحريضها لكي تعطي خلايا عصبية من خلايا الدماغ، وهكذا استطاعوا أن يغيروا برمجة جيناتها لتعطي خلايا عصبية بدلاً من الخلايا الدموية.
وهكذا فإن هذه الاكتشافات أدخلت مفاهيم جديدة لم نكن نعرفها من قبل، ويعتقد أن المفاهيم الجديدة سيكون لها تطبيقات واسعة في مجالات الطب والصحة العامة وما ينطوي عليه ذلك من أرباح مالية للشركات الدوائية، وكذلك – كما سنرى لاحقاً – فإن التقنيات المتوافرة في هذا المجال ستفتح الباب على مصراعيه لأسئلة كثيرة على المستوى الأخلاقي والقانوني، وبخاصة إذا عرف أن معظم هذه الأسئلة ليس لها من أجوبة واضحة في الوقت الحاضر. ومن هنا نبعت الأهمية التي يوليها العالم لهذه الخلايا على المستويين السياسي والاجتماعي.

أنواع مختلفة
عند الحديث عن خلايا المنشأ يجب التمييز بين الأنواع المختلفة التي ينطوي تحتها هذا الاسم؛ فهناك النوع الأول والمهم، والذي يمكن تسميته بخلايا البداءة الأصل Embryonic Stem Cells، أو خلايا المنشأ الجنينية، وهي خلايا لها القدرة على إعطاء كل أنواع خلايا الجسم، وتتمثل في خلايا تتشكل بعد ساعات قليلة من تلقيح النطفة للبويضة.
أمَّا النوع الثاني فيمكن تسميته بخلايا المنشأ البالغة أو Adult Stem Cells، وهي توجد في جميع النسج التي يتكون منها الجسم، وتكون قادرة على إعطاء أنواع قليلة من الخلايا التي تدخل في تركيب نوع معين من الأنسجة.
ويمكن تصنيف خلايا المنشأ بناءً على الوظيفة التي تستطيع القيام بها، ونوع النسيج الذي توجد فيه إلى:
أولاً: خلايا المنشأ الجنيني؛ أو كما يمكن تسميتها بشكل أفضل: خلايا البداءة الأصل Embryonic Stem Cells: ويمكن تقسيمها إلى نوعين: النوع الأول يسمى خلايا البداءة الأصل الكاملة، وهي مجموعة الخلايا التي تتشكل بعد ساعات من تلقيح البويضة، وتبدأ البويضة الملقحة بالانقسام لعدة مرات، حيث يتشكل منها الجنين في أطواره المبكرة، ولا يتجاوز عدد خلاياه 30 خلية (أي المرحلة التي تسبق المرحلة التوتية). ومن مميزات هذه الخلايا أنَّ لكل واحدة منها القدرة على إعطاء جنين كامل، وهذا يجعلها من أهم أنواع الخلايا التي توجد في الكائن الحي، وذلك لما تتميز به من قدرات خلاقة لا تتميز بها أي خلية أخرى في الجسم، ومن هذه القدرات الخلاقة أن لدى كل خلية من خلايا البداءة الأصل القدرة بما تمتلكه من برمجة في جيناتها على أن تعطي كائنا حيا كاملا. وهكذا يمكن أن نتخيل أنه من جنين إنساني واحد مكون من 15 خلية يمكن أن نستنسخ منها 15 إنساناً متطابقين تماماً في موادهم الوراثية، إذا تم عزل وفصل الخلايا بعضها عن بعض والسماح لها بالنمو مفردة، حيث ستعطي كل خلية مفردة جنيناً كاملاً، وهذا ما يحصل بشكل طبيعي في حالة ولادة التوائم الحقيقية (المتطابقة) حين تنفصل خلايا البداءة الأصل الكاملة عن بعضها بعضا لتعطي التوائم الحقيقية.
وفي الوضع الطبيعي؛ يبدو أن الانفصال يحدث في المرحلة الأولى، حيث يكون الجنين مؤلفاً من خليتين فقط، فتعطي كل خلية جنيناً كاملاً مطابقاً للآخر. والموضوع الأكثر حساسية هو أن هذه الخلايا يمكن استخدامها حالياً في عمليات الاستنساخ الحيواني والبشري على حد سواء، وللعلم فإن التجريب على الحيوانات مستمر في هذا المجال ولا تمنعه الحكومات بل وتشجعه، لما له من تطبيقات مهمة وبخاصة على المستوى الاقتصادي.
وبدأت شركات التكنولوجيا المتقدمة باستخدام هذا النوع من الخلايا في عمليات التكاثر الحيواني، وبخاصة في مجالات حفظ السلالات الفريدة من خيول وأبقار وغيرها من الحيوانات الأخرى، وهناك حاليا عدد كبير من الشركات التي تمتلك خلايا البداءة الأصل لعدد كبير من الحيوانات، وما على المزارع أو المربي إلا أن يطلب المواصفات الدقيقة لنوع وجنس وشكل وقوة الحيوان الذي يريد زرعه في رحم الدابة المراد لها أن تلد.
أمَّا العمل على خلايا البداءة الأصل للإنسان فكل قوانين الدول لا تجيزه، ولا يسمح بحفظها والعمل عليها؛ لأنها ستفتح باباً واسعاً لتساؤلات لا يوجد لها إجابة واضحة، إضافة إلى ما ستتضمنه من أخطار على مستقبل الجنس البشري، ولاسيما على المستوى الأخلاقي والقانوني، لذا فإنَّ كل دول العالم لا تجيز بأي شكل من الأشكال التجربة على هذا النوع من الخلايا البشرية الذي يسمى بخلايا البداءة الأصل الكاملة، أي نوع الخلايا الذي بإمكانه أن يعطي جنيناً كاملاً.
أما النوع الثاني من خلايا البداءة الأصل فهو ما يسمى بخلايا البداءة الأصل المتعددة Pluripotent Stem Cells. وأهم ما يميز هذا النوع من الخلايا أنه في حالة زرعها لن تكون قادرةً على إعطاء جنين كامل، لكن يمكن أن تعطي معظم أنواع الخلايا التي يتكون منها الجنين ما عدا المشيمة والغلاف الأمنيوسي الذي يحيط بالجنين، وهي بذلك تختلف عن خلايا البداءة الأصل الكاملة.
أربعة شروط
وكما ذكرنا سابقاً فقد تم الحصول على خلايا البداءة الأصل المتعددة البشرية قبل أكثر من عشرة أعوام، ومنذ ذلك الوقت والنقاش يدور حول شرعية استخدامها في مجال الأبحاث لما تحمله من أهمية بالغة. وقد أصدرت الولايات المتحدة الأمريكية وبريطانيا وبعض الدول الأخرى قرارات تقضي بالسماح باستخدام هذه الخلايا في مختلف مجالات البحث العلمي بعد دراسات مطولة، شارك فيها علماء وسياسيون ومشرعون وغيرهم من فئات المجتمع.
وفي أغسطس 2001 أصدرت الولايات المتحدة قراراً يقضي بالسماح باستخدام هذه الخلايا شرط أن يتوافر فيها ما يأتي:
1) أن يتم الحصول على الخلايا من الأجنة التي يتم تلقيحها خلال عمليات التلقيح الاصطناعي، أي ألا يكون الحصول عليها قد جرى من أجنة الحمل الطبيعي.
2) أن يكون الجنين الذي تم استخدامه في الحصول على الخلايا من الأجنة الزائدة، أي لم تعد ضرورية لعملية التلقيح الاصطناعي.
3) الحصول على موافقة مكتوبة من أهل الجنين تسمح بتحويله إلى خلايا المنشأ.
4) التأكد من أن سماح الأهل باستخدام الجنين لا يترتب عليه أي نوع من أنواع الربح المادي.

وقبل إعلان الولايات المتحدة عن موافقتها على استخدام الخلايا في الأبحاث، كان عدد المختبرات التي تمتلك هذا النوع من الخلايا لا يتجاوز مختبرين نشرا أبحاثهما في نهاية 1998، وكان مجموع عدد السلالات المعلن عنها هو نحو 12 سلالة. ونظمت شركةGeron براءة اختراع لحماية الطريقة التي تم بها الحصول على الخلايا للمرة الأولى.
وفي العاشر من أغسطس من عام 2001، أي بعد يوم من إعلان الرئيس الأمريكي السابق جورج بوش الابن عن السماح باستخدام خلايا المنشأ، أعلنت أكثر من شركة أو جامعة في أمكنة كثيرة من العالم امتلاكها للخلايا أيضاً، ومن هذه الدول الهند (10 سلالات) وأستراليا (6 سلالات) والسويد (25 سلالة)، إضافة إلى شركات أخرى في داخل الولايات المتحدة (27 سلالة).
ويأتي الاهتمام بهذا النوع من الخلايا بعد أن تمكن العلماء من زراعتها في أنابيب الاختبار، إذ إنها ستستخدم في المختبر لإنتاج معظم أصناف الخلايا التي يتكون منها الجسم البشري، حيث يتم إعادة زرعها حين الحاجة إلى تعويض الخلايا التي تموت في النسيج وتكون ضرورية لديمومة عمل ذلك النسيج بشكل منتظم.
وبدأت بعض الأبحاث بإعطاء الأمل لمرضى داء السكري، حيث تم تحويل خلايا البداءة الأصل المتعددة القدرات إلى خلايا قادرة على صناعة هرمون الإنسولين، ليتم حقنها في بنكرياس المريض الذي لا تفرز خلاياه مادة الإنسولين.
أما النوع الثالث من خلايا المنشأ فهو الخلايا التي يتم الحصول عليها من بعض أنسجة الأجنة التي يراوح عمرها بين 4 و10 أسابيع وتسمى الخلايا الجذعية الجنينية Fetal Stem Cells. وهذه الخلايا تم الحصول عليها من الأجنة التي أجهضت، حيث تم الحصول على الخلايا التي ستشكل الخلايا الجنسية المذكرة أو المؤنثة، وهي موجودة في خصية الجنين الذكر أو في مبيض الجنين الأنثى، ويتم زراعتها في وسط مغذ خاص يساهم في تحويلها إلى ما يسمى بخلايا المنشأ، لكن طريقة الحصول على هذه الخلايا تبدو صعبة وغير مضمونة النتائج مقارنة بالطريقة السابقة التي تعتمد على عزل خلايا الكتلة الداخلية للجنين وهو في المرحلة التوتية وزرعها في وسط مغذ خاص. وهي لا تختلف عن خلايا البداءة الأصل المتعددة القدرات لذا فإنها تحمل التسمية نفسها على الرغم من الاختلاف في طريقة الحصول عليها.
وهذا النوع من الخلايا لا يمكن أن يتحول إلى جنين كامل، لكن يمكن أن يتم تحويله إلى معظم أنواع النسيج، ما عدا المشيمة والسائل الأمنيوسي.
أما النوع الرابع من الخلايا فهو خلايا المنشأ النسيجي أو Adult Stem Cells. وهي – كما ذكرنا آنفاً- نوع من الخلايا يوجد في معظم أنسجة الكائن الحي البالغ التي لها القدرة على تعويض وتجديد كل الخلايا التي يتشكل منها ذلك النسيج، وهي تتكاثر باستمرار، لكن قد تتوقف عن القيام بعملها عندما يصبح الشخص مسناً.
وتتركز الأبحاث حالياً على فهم السبب الذي يكون وراء توقفها مع تقدم العمر، وسيكون تحكم العلماء في هذه الخلايا إنجازاً مهماً لاسيما أثناء وجودها في النسيج. ويؤمل أن تتقدم العلوم في هذا المجال بما يؤدي إلى ثورة في عالم الطب حين يتمكن العلماء من التحكم في عمل هذه الخلايا. وتتركز الأبحاث حالياً على كيفية السيطرة على منع هذه الخلايا من الموت المبكر الذي سيكون له نتائج سلبية في بعض الحالات، كالذي يحدث في مرض باركنسون أو ألزهايمر عند الإنسان. >