 |
| صورة حيوان الأكسولوتول (Axolotl) |
يؤثر فقدان الأطراف على ما يقرب من مليوني شخص في الولايات المتحدة وحدها. في حين أن العديد من الحالات مرتبطة بحوادث مثل حوادث السيارات، فإن غالبية حالات فقدان الأطراف ناتجة عن أمراض تؤثر على الأوعية الدموية في الجسم.
أحد هذه الأمراض هو مرض السكري ، حيث يمكن أن يؤدي الانخفاض التدريجي في تدفق الدم إلى الأطراف السفلية للمريض في النهاية إلى فقدان الطرف بأكمله.
إذا استمرت الإصابة بمرض السكري في الارتفاع ، فمن المحتمل أن تكون هناك زيادة مقابلة في عدد الأشخاص الذين يجب أن يواجهوا بتر الأطراف.
لسوء الحظ ، لم تتغير الخيارات العلاجية الحالية بعد البتر كثيرًا عما كانت عليه منذ قرون، مع بقاء الأطراف الاصطناعية هي الخيار الوحيد للاستبدال.
ولكن في حين أن الأطراف الصناعية البديلة كانت قادرة على استبدال شكل الطرف المفقود ، فإن وظيفتها تظل ناقصة بشدة ، خاصة عندما يكون العضو المبتور عبارة عن ذراع أو ساق كاملة. إذن ، ماذا لو بدلاً من الاعتماد على عكاز خشبي أو معدني ، فقد نعيد يومًا ما إنماء أحد الأطراف المفقودة؟
تمتلك العديد من الحيوانات القدرة على تجديد أطرافها
لبدء التفكير في كيفية تحقيق تجديد الأطراف البشرية ، لاحظ العلماء الحيوانات التي تظهر بالفعل هذه القدرة. وخير مثال على ذلك هو حيوان الأكسولوتول (Axolotl) (Ambystoma mexicanum ) ، وهو نوع من السمندل المائي.
على عكس البشر ، لديها "قوة خارقة" لتجديد أطرافها ، والحبل الشوكي ، والقلب ، وأعضاء أخرى . لكنه ليس الحيوان الوحيد في المملكة الحيوانية الذي يمكنه القيام بذلك ( الصورة أسفله) ، لأن العديد من اللافقاريات (الحيوانات التي ليس لها عمود فقري) هي سادة تجديد الأطراف.
يمكن للديدان المفلطحة والهيدرا ، على سبيل المثال ، إعادة نمو أجسامها بالكامل من قطعة صغيرة فقط من ذواتها الأصلية. حتى بين الفقاريات (الحيوانات التي لديها أشواك) ، فإن الأكسولوتول ليس الحيوان الوحيد القادر على التجدد. من المعروف أن الضفادع الصغيرة تعيد نمو الأطراف ، على الرغم من أنها تفقد هذه القدرة عندما تتحول من الضفادع الصغيرة إلى الضفادع البالغة.
من ناحية أخرى ، يحتفظ الأكسولوتول به طوال حياته ، مما يجعله فريدًا بين الفقاريات ونموذجًا رائعًا للدراسة في أبحاث تجديد الأطراف.
 |
| توضح الصورة قدرة كائنات حية مختلفة على التجدد والأعضاء التي تستطيع تجديدها. |
على الرغم من عدم وجود ثدييات معروفة يمكنها تجديد الزوائد المفقودة بالكامل ، إلا أن العديد منها يحمل تلميحات حول إمكانات التجدد - بما في ذلك البشر. لقد لوحظ أن الفئران يمكن أن تجدد أطراف أصابع قدمها، على الرغم من أن فقدان القدم يؤدي إلى نفس الندوب التي يراها البشر بعد البتر.
من المعروف أيضًا أن البشر يجددون أطراف الأصابع ، بما في ذلك العظام والجلد. تقارير سريرية متعددة في العقود الماضية تم توثيق مثل هذه الحالات بعد إصابة رضحية. لسوء الحظ ، تصبح هذه الاستجابة أضعف حيث يحدث موقع الضياع بالقرب من راحة اليد.
في حين أن هذه القدرة ساعدت بلا شك بعض الأشخاص في حالة الإصابة المؤلمة ، إلا أنها بعيدة كل البعد عن قدرة الأكسولوتول على تجديد طرف مكتمل التكوين بكل عضلاته الطبيعية وغضاريفه وأنسجته الأخرى.
كيف يتم تجديد الأطراف
في قنافذ البحر ، تتضمن العملية التي تؤدي إلى تجديد طرف كامل تنسيقًا معقدًا لخلايا الطرف الباقية. بعد فقدان الطرف ( ب ) ، تتوقف جلطة من خلايا الدم عن النزيف بسرعة في موقع القطع. بعد ذلك ، تعمل طبقة من الخلايا على تغطية سطح البتر بسرعة ، وتشكل بنية تسمى بشرة الجرح ( C ). خلال الأيام القليلة القادمة ، تنمو خلايا بشرة الجرح وتنقسم بسرعة.
بعد ذلك بوقت قصير ، تبدأ الخلايا الموجودة تحت البشرة أيضًا في الانقسام بسرعة ، وتشكل بنية مخروطية الشكل تُعرف باسم بلاستيما ( D).
يُعتقد أن الخلايا المكونة للبلاستيما هي عظام أو غضاريف أو عضلات أو خلايا أخرى تنفصل (تفقد هويتها) لتصبح مشابهة للخلايا الجذعية ، وهي خلايا يمكن أن تصبح واحدة من أنواع مختلفة من الخلايا. ومع ذلك ، فإن خلايا البلاستيما لديها قيود على أنواع الخلايا التي يمكن أن تصبح: على سبيل المثال ، يمكن لخلية بلاستيما التي كانت في السابق خلية عضلية إعادة تشكيل أنواع مختلفة من خلايا العضلات ، وليس خلايا الجلد أو الغضاريف.
ثم تنمو هذه الخلايا غير المتمايزة في المأرمة وتتكاثر ، وتستعيد في النهاية هويتها كعظام أو خلايا جلدية مكتملة النمو ( E). مع استمرار انقسام البلاستيما وخلاياها ، تتسطح البنية المتنامية وتشبه في النهاية نسخة مثالية من الطرف المفقود ، بما في ذلك الأعصاب والأوعية الدموية المتصلة ببقية الجسم ( F ).
التعلم من الأكسولوتول
حتى نبدأ في التفكير في كيف يمكننا يومًا ما أن نكون قادرين على إعادة نمو الأطراف البشرية المفقودة ، يجب أن يصبح العلماء على دراية وثيقة بالتغييرات التي تخضع لها خلايا الأكسولوتول أثناء التجديد.
أحد الأساليب التي نجحت حتى الآن هو اكتشاف التعديلات الجزيئية التي تتسبب في فقدان إبسولوتل قدرته على التجدد ، مما قد يكشف عن أهم مكونات التجديد والمساهمين فيه. على سبيل المثال ، وجد أن الجهاز المناعي يلعب دورًا مهمًا في عملية تجديد الأطراف.
كانت البلاعم ، وهي خلايا تؤدي دورًا حاسمًا في الاستجابة الالتهابية بعد الإصابة ، مرتبطة سابقًا للتجديد. في الواقع ، يؤدي حقن دواء للتخلص من الضامة في طرف قنفذ البحر قبل البتر إلى تراكم النسيج الندبي بدلاً من إعادة النمو. هذا التندب ، الذي يحدث عندما يختل بروتين يسمى الكولاجين ، هو جزء طبيعي من التئام الجروح لدى البشر ، ولكنه غير معتاد في قنافذ البحر.
تشير هذه النتيجة إلى أن الضامة قد تكون ضرورية للتجديد. تبين أيضًا أن التغيير والتبديل في الجهاز العصبي يتداخل مع التجدد. لاحظ العلماء أن إزالة أعصاب الطرف جراحيًا قبل البتر يمكن أن يعيق التجدد ، على الرغم من أن العمل لا يزال قيد الإنجاز لفهم سبب حدوث ذلك بشكل أفضل.
ومع ذلك ، تعتمد كل هذه الطرق السابقة على الحاجة إلى إزالة جزء مهم من الجسم السليم (مثل الخلايا المناعية وأجزاء من الجهاز العصبي). لكن العلماء يتعمقون الآن في مستوى الجينات للبحث عن رؤى جديدة. لتحقيق ذلك ، حاول الباحثون أولاً الإجابة على سؤال حول عدد المرات التي يمكن فيها لطرف إبسولوتل أن يتجدد بنجاح.
من خلال بتر الأطراف بشكل متكرر ، لوحظ أنه بحلول المرة الخامسة ، يمكن إعادة نمو عدد قليل من الأطراف إلى إمكاناتها السابقة. علاوة على ذلك ، عندما تمت دراسة الأطراف التي لا يمكن أن تتجدد بشكل أكبر ، وجد الباحثون مرة أخرى تراكمًا واسعًا للأنسجة الندبية ، يوازي ما يُرى غالبًا في الإصابات البشرية.
من خلال مقارنة الجينات التي تم تشغيلها أو إيقاف تشغيلها عندما لم يتمكن طرف إبسولوتل من النمو مرة أخرى ، اكتشف العلماء المزيد من الجزيئات والعمليات التي يجب دراستها والتي تبشر بتجديد انطلاقة للبشر. ربما في يوم من الأيام ، يمكن تصنيع الأدوية لتعديل هذه الجينات ، مما يؤدي إلى تشغيلها ومساعدة الطرف البشري على النمو مرة أخرى بعد البتر.
كيف يمكن لهذه النتائج المساعدة في إمكانية استعادة الأطراف أو الأعضاء المفقودة لدى المرضى في المستقبل؟
في حين أننا ما زلنا بعيدين عن إعادة نمو أحد الأطراف البشرية ، فإننا نضع أنفسنا في وضع غير مؤات إذا كنا نفتقر إلى فهم كيفية حدوث التجدد في الحيوانات المحظوظة التي تمتلك بالفعل هذه "القوة العظمى". بمساعدة الأدوات التي تسمح للعلماء برؤية التفاصيل الجينية الدقيقة لعملية التجديد ، نقترب ببطء من فهم ما الذي يجعل التجديد علامة.
لاختبار ذلك ، يعمل العلماء بجد لتطوير أدوات جديدة تسمح لهم بتحديد أهداف أخرى والبدء في نقل هذه الأفكار إلى ثدييات مثل الفئران ، مما يعني أنه ربما يومًا ما سيكون لدى الملايين الذين يعيشون بأطراف مفقودة طريقة جديدة للعلاج: التجديد الذاتي للأطراف.
هل يمكن تطبيق هذه النتائج في العاجل القريب؟
حتى مع كل هذه الآمال، فإن ما بإمكان البشر استخدامه والإستفادة منه في هذه التجارب محدود جدا حاليا، ويتركز فقط في إعادة تجديد الأعضاء الداخلية فقط مثل العين أو جزء من الحبل الشوكي أو إحدى الأعضاء الداخلية التالفة، أما أن يتم إعادة تجديد طرف بشري كامل كذراع أو ساق، فإن هذا بعيد المنال لدرجة أنه ما زال مستحيلا علميا الآن.