من قال أن الخلايا الشعرية الموجودة في أذن الثدييات لا يمكنها التجدد؟

بمساعدة العلاج الجيني، تمكن باحث إسرائيلي من تجديد خلايا الشعر في آذان خنازير غينيا البالغة

ميريت سلين

تنمو ألياف عصبية جديدة (باللون الأخضر) من العصب السمعي باتجاه خليتين شعريتين جديدتين (باللون الأحمر) تم إنشاؤها بعد عملية زرع الجينات. الصورة: جامعة ميشيغان

الرابط المباشر لهذه الصفحة: https://www.hayadan.org.il/earnerve.html

وترتبط القدرة على السمع بالبنية الطبيعية للخلايا الخاصة في الأذن الداخلية، والتي تحمل نتوءات رقيقة تشبه الشعر على سطحها. لأسباب وراثية أو نتيجة لأحداث بيئية مثل التهابات الأذن، والتعرض لفترات طويلة للضوضاء العالية والآثار الجانبية لبعض الأدوية، أو أثناء الشيخوخة، يتم تدمير الخلايا الشعرية وضعف السمع إلى حد الصمم الكامل. في الثدييات، بما في ذلك البشر، هذه حالة لا رجعة فيها لأن خلايا الشعر غير قادرة على التجدد. ومع ذلك، في دراسة جديدة أجريت في جامعة ميشيغان في الولايات المتحدة، تمكن الباحثون من تحفيز تجديد خلايا الشعر من خلال العلاج الجيني. ونُشرت الدراسة الأسبوع الماضي في مجلة علم الأعصاب.

في الأذن الطبيعية، تضرب اهتزازات الموجات الصوتية طبلة الأذن ومن هناك تمر إلى السائل الموجود داخل بنية تشبه القوقعة في الأذن الداخلية. عندما يتحرك السائل الموجود في القوقعة، فإنه يتسبب في اهتزاز الشعيرات الموجودة في الخلايا الشعرية المبطنة للجزء الداخلي من القوقعة. وبعد ذلك تقوم الخلية الشعرية بإرسال إشارة عصبية تصل إلى منطقة السمع في الدماغ. تتسبب الترددات المختلفة للموجات الصوتية في اهتزاز الشعيرات في مناطق مختلفة من القوقعة، وهذه هي الطريقة التي يتم بها التمييز بين الأصوات المختلفة. يؤدي تدمير الخلايا الشعرية أو تلفها إلى منع وصول الإشارات العصبية المناسبة إلى الدماغ، مما يؤدي إلى ضعف السمع.

وفي نهاية الثمانينات، نشرت دراسات أظهرت أن عدم قدرة الخلايا الشعرية على التجدد في الثدييات لا يميز جميع الكائنات الحية. وقد وجد أن الخلايا الشعرية في الطيور تتجدد تلقائيا، فحيثما يتم تدمير خلية شعرية، تنمو خلية جديدة تملأ مكانها. حفزت هذه النتائج العديد من مختبرات الأبحاث لمحاولة فهم آلية التجدد في الطيور والتعلم منها كيفية تحفيز تجديد الخلايا في الثدييات. أحد هذه المختبرات كان مختبر البروفيسور يوآش رافائيل، وهو إسرائيلي يجري أبحاثه في قسم أمراض الأنف والأذن والحنجرة في كلية الطب بجامعة ميشيغان.

في أوائل التسعينيات، تم اكتشاف الجينات النشطة في عملية نمو الأذن. ينتمي أحدهما، ويُدعى Math1، إلى عائلة كبيرة من الجينات التي تم الحفاظ عليها أثناء التطور وتم العثور عليها في حيوانات مختلفة، من الذباب إلى البشر. يوجه Math1 الخلايا الجنينية في الأذن لتتطور إلى خلايا مشعرة.
تستقر خلايا الشعر على الخلايا التي تزودها بالدعم الميكانيكي والكيميائي الحيوي. أثناء التطور الجنيني، تتطور الخلايا الشعرية والخلايا الداعمة لها من أصل مشترك: الخلايا التي ينشط فيها جين Math1 تتطور إلى خلايا شعر، والخلايا التي تم منع نشاطها تأخذ أدوارًا أخرى. مع نهاية التطور الجنيني في الثدييات، يتوقف إنتاج الخلايا الشعرية. وبخلاف الخلايا الغلافية الأخرى في الجسم، مثل الخلايا التي تغطي الجلد أو الجهاز الهضمي، فإن الأنسجة المبطنة للأذن الداخلية، والتي كما ذكرنا، تتكون من خلايا الشعر، لا تحتوي على خلايا جذعية، وبالتالي فهي غير قادرة على التجدد.

يقول رافائيل: "من التجارب السابقة عرفنا أن الخلايا الداعمة في أذن الطيور هي الخلايا التي تخلق خلايا شعر جديدة، ولكن لم يكن هناك دليل على أن هذا من شأنه أن يعمل أيضا في الجهاز السمعي للثدييات". "بعد اكتشاف جين Math1، قررنا اختباره. عندما قمنا بتحفيز نشاط عالٍ لجين Math1 في خلايا الدعم الناضجة في قوقعة خنازير غينيا، رأينا أنها تغير غرضها وتصبح خلايا شعر. بعد ذلك ونتيجة لذلك، قررنا تطوير تقنية لإدخال الجين في الخلايا الداعمة على أمل أن ننجح في تحويلها إلى خلايا مشعرة.

استخدم الدكتور كوهي كاواموتو، الذي أجرى التجارب المعملية، فيروسًا لحمل جين Math1 إلى الخلايا، وقام بإدخال الجين في الفيروس وحقن الفيروس المُهندس في سائل الأذن الداخلية لـ 14 خنزيرًا غينياً بالغًا. ولكن دون إدخال الجين، تم إجراؤه على 12 خنازير غينيا التي تم استخدامها في المجموعة الضابطة. ابتداءً من شهر واحد بعد إدخال الجين، قام الباحثون بمسح الأذن الداخلية باستخدام المجهر الإلكتروني. وفي مجموعتي الحيوانات، لاحظ الباحثون في المجموعة التجريبية التي تلقت الجين وجود خلايا شعر جديدة في المناطق التي لا تتشكل فيها هذه الخلايا بشكل طبيعي، وفي المقابل، لم يتم العثور على خلايا شعر جديدة يقول رافائيل: "للعلاج الجيني لأنه مغلق، ولكنه غير مغلق، وبالتالي معزول بشكل جيد". "طالما أن كمية الفيروس التي تدخل الأذن صغيرة، فإن انتشاره إلى الأعضاء الأخرى يكون في حده الأدنى ويكون خطر التسمم بالجسم أنظمة والبعض الآخر منخفض جدًا."

ومن النتائج المفاجئة للتجربة اكتشاف ألياف عصبية رقيقة تنمو باتجاه الخلايا الجديدة. يقول رافائيل: "يظهر هذا أن الخلايا الشعرية الجديدة تنتج إشارات تؤدي إلى تكوين امتدادات الخلايا العصبية، وأن هذه الخلايا تستجيب على ما يبدو للإشارات". وفي المرحلة التالية من البحث، سيتحقق الفريق مما إذا كانت الخلايا الشعرية للخنازير الغينية نشطة بالفعل وقادرة على نقل الإشارات إلى الأعصاب السمعية.

يقول رافائيل: "هذه مجرد البداية". "في هذه المرحلة لدينا دليل على المبدأ يوضح أنه من خلال العلاج الجيني بالجين المناسب، تكون الخلايا الداعمة قادرة على التحول إلى خلايا مشعرة. والحلقة الضعيفة في هذه الأثناء هي الناقل الفيروسي. ونتوقع تطوير حاملات فيروسية لا تسبب آثارًا جانبية، أو ناقلات غير فيروسية يمكنها إدخال الحمل الجيني بشكل فعال".

ويحاول البروفيسور رافائيل والبروفيسور كيرين أبراهام، من كلية ساكلر للطب بجامعة تل أبيب، تطبيق الطريقة الجديدة على الفئران التي تعاني من الصمم لأسباب وراثية وعلى الفئران التي فقدت سمعها نتيجة التقدم في السن. يقول أبراهام: "إذا نجحنا في تحسين السمع لدى الفئران، نأمل أن نستخدم هذه الطريقة لعلاج الصمم لدى البشر، وخاصة لدى كبار السن الذين يعانون من فقدان السمع بسبب فقدان خلايا الشعر".

كان يعرف الطب الوراثي

https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~546541860~~~25&SiteName=hayadan