تحويل الخلايا الجذعية إلى مستشعرات حيوية تكشف الالتهاب بالضوء

نجح علماء الأحياء الجزيئية في تحويل الخلايا الجذعية الجلدية إلى مستشعرات حيوية حية تصدر إشارات ضوئية لرصد الالتهاب دون تدخل جراحي. يعتمد هذا الابتكار على تعديل جينات الخلايا الكيراتينية لتفرز بروتيناً فلورياً عند التفاعل مع المؤشرات الحيوية، مما يتيح تتبع الأمراض المزمنة بدقة خارج المختبرات.

كيف تعمل الخلايا الجذعية كمستشعرات ضوئية داخل الجسم؟

تعمل الخلايا الجذعية الجلدية المعدلة جينياً ككواشف حية تطلق ضوءاً فلورياً فور استشعارها بروتين عامل نخر الورم ألفا المرتبط بالالتهاب. استخلص الباحثون خلايا كيراتينية من جلد القوارض، ثم عدلوا جيناتها لتصنيع بروتين فلوري أخضر عند ظهور التوتر النسيجي.

أظهرت المتابعة قدرة هذه المستشعرات على التوهج عند تركيزات منخفضة جداً تعادل 0.2 نانوغرام لكل ملليلتر من عامل «TNF-α». واستمرت الخلايا المحقونة في العمل بكفاءة عالية لأكثر من 200 يوم متواصلة. توفر هذه التقنية بديلاً فعالاً لعمليات سحب الدم الدوري أو زراعة المستشعرات الصناعية المؤقتة داخل مجرى الدم.

ما أنواع الخلايا الجذعية وخصائصها الحيوية؟

تقسم الخلايا الجذعية إلى نوعين رئيسيين هما الخلايا الجنينية المبكرة والخلايا البالغة الموجودة في الأنسجة المختلفة. وتتميز جميعها بالقدرة على الانقسام وتجديد نفسها لتشكيل خلايا متخصصة كالعضلات والدماغ.

الخلايا الجذعية الجنينية

تُستمد هذه الخلايا من مرحلة الكيسة الأريمية للأجنة بعمر أربعة أو خمسة أيام قبل انزراعها في الرحم. وتملك هذه الخلايا قدرة كاملة على التحول إلى أي نوع من خلايا الجسم البشري.

الخلايا الجذعية البالغة

تتواجد هذه الخلايا في النخاع العظمي والجلد والدماغ والكبد والأنسجة الدهنية. وتبقى في حالة سكون حتى ينشطها حدوث إصابة أو مرض لتبدأ في ترميم الأنسجة المتضررة.

ما التطبيقات الطبية المعتمدة والمستقبلية للتقنية؟

تشمل التطبيقات المعتمدة زراعة النخاع العظمي لعلاج سرطانات الدم ورتق الحروق، بينما تستهدف الأبحاث المستقبلية إصابات النخاع الشوكي والزهايمر وطب التجديد. تُسهم هذه الخلايا أيضاً في اختبار مأمونية الأدوية الجديدة قبل تجريبها على البشر.

تُعد زراعة النخاع العظمي الخيار الأساسي لعلاج سرطان الدم «اللوكيميا» عبر استبدال الخلايا التالفة بخلايا سليمة من متبرع مطابق. وتُظهر البيانات العلاجية في الاتحاد الأوروبي خضوع نصف مليون مريض لهذه الزراعة حتى عام 2018. كما تُستخدم الخلايا منذ ثمانينيات القرن الماضي لتجديد جلد مصابي الحروق الخطيرة وترميم القرنية.

ما التحديات والمغالطات المحيطة بالعلاج بالخلايا الجذعية؟

تصنف الهيئات الصحية العالمية معظم التطبيقات العلاجية للخلايا الجذعية كأبحاث تجريبية، محذرة من الادعاءات غير المثبتة علمياً. لم تمنح هيئة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) موافقة نهائية للاستخدام العام باستثناء حالات محددة.

حذر العالم الياباني شينيا ياماناكا من الانسياق وراء الممارسات التجارية التي تدعي علاج السكري والشيخوخة والزهايمر نهائياً. ويتطلب النجاح الطبي تقليل الاعتماد على أدوية تثبيط المناعة عن طريق اختيار متبرعين أقرباء لضمان تطابق الأنسجة.