العلاج بالخلايا الجذعية المتوسطة

تُعدّ الخلايا الجذعية المتوسطة (MSCs) مثاليةً للعلاج الخلوي في العديد من الأمراض الالتهابية، نظرًا لقدرتها على إصلاح الأنسجة وخصائصها المثبطة للمناعة. وبالمقارنة مع أنواع الخلايا الأخرى، فإن انخفاض المناعة وخصائصها المثبطة للمناعة يُفاقمان الاستجابة المناعية المنخفضة أو الضعيفة الناتجة عن زرع الخلايا الجذعية المتوسطة المُسببة للحساسية. ويلزم إجراء المزيد من الأبحاث لتعزيز فعالية الخلايا الجذعية المتوسطة كعلاج خلوي لإصلاح الأنسجة والأمراض الالتهابية.

تُصنف الخلايا الجذعية الوسيطة (MSCs) إلى مجموعات مختلفة وفقًا لمصدر الخلية. وهي:

• الخلايا الجذعية متعددة القدرات المشتقة من الأنسجة الدهنية (ASCs)
• الخلايا الجذعية متعددة القدرات المشتقة من نخاع العظم (BM-MSCs) و
• الخلايا الجذعية المتوسطة المشتقة من أنسجة الحبل السري (UC-MSCs)
• الخلايا الجذعية متعددة القدرات المشتقة من الأنسجة الدهنية (ASCs)

تُستخرج الخلايا الجذعية الوسيطة المشتقة من الأنسجة الدهنية من الأنسجة الدهنية تحت الجلد أو من الأنسجة الدهنية. ويمكن لعملية شفط الدهون جمع هذه الخلايا بسرعة وبكميات هائلة، مع نشاط خلوي كبير.

من المرجح أن تكون الخلايا الجذعية المشتقة من الأنسجة الدهنية من متبرعين أصغر سنًا أكثر قابلية للحياة. عند خضوع كبار السن لجراحة ذاتية (باستخدام خلاياك)، قد يُصبح هذا الأمر مُشكلة، لأن الخلايا الأكبر سنًا قد لا تكون مُلائمة لبقاء المُتلقي على قيد الحياة على المدى الطويل. تتميز الخلايا الجذعية المشتقة من الأنسجة الدهنية (ADSCs) لدى المتبرعين الأصغر سنًا بمعدل تكاثر (قدرة على البقاء على قيد الحياة بعد الزراعة) أعلى من المتبرعين الأكبر سنًا، لكنها تحتفظ بقدرتها على التمايز، مما يمنحها أفضلية على الخلايا الجذعية الميزنشيمية لنخاع العظم (BM-MSCs).

على الرغم من ضعف مناعتها وتأثيراتها التعديلية، من المعروف أن الخلايا الجذعية المشتقة من الخلايا الجذعية المشتقة من الخلايا الجذعية تحتفظ بقدرتها على التطور إلى خلايا الأديم المتوسط ​​(الطبقة الخلوية الوسطى). ولأن أقل من 1% منها كان لديه تعبير سطحي عن بروتين HLA-DR، الذي له تأثيرات مثبطة للمناعة، فإن هذه الخلايا مناسبة للاستخدام السريري في زراعة الأعضاء المتماثلة وعلاجات الأمراض المناعية المقاومة للعلاج.

من المعروف جيدًا إمكانية استخدام الخلايا الجذعية المشتقة من الخلايا الجذعية في مجموعة واسعة من الحالات. علاوة على ذلك، تُعد الخلايا الجذعية المشتقة من الخلايا الجذعية خيارًا جيدًا لمعظم إجراءات العظام. وتُستخدم هذه الخلايا بشكل متكرر في حالات مثل التهاب المفاصل، وآلام الركبة، وإصابات النخاع الشوكي، والتهاب المفاصل الموضعي، وغيرها من مشاكل الجهاز العضلي الهيكلي.

مع ذلك، لا تزال هناك صعوبات عديدة في استخدام الخلايا الجذعية المشتقة من الخلايا الجذعية في السياق العلاجي. تشمل هذه الصعوبات محدودية قدرات التمايز، وتوحيد البروتوكولات، والقيود التكاثرية المرتبطة بعمر الخلية.

الخلايا الجذعية متعددة القدرات المشتقة من نخاع العظم (BM-MSCs)

بسبب قدرتها على تجديد نفسها، والتمايز، وتعديل المناعة، يتم استخدام الخلايا الجذعية المتوسطة المشتقة من نخاع العظم (BM-MSCs)، والتي يتم تصنيفها على أنها خلايا جذعية بالغة متعددة القدرات، بشكل متكرر في علاج مجموعة متنوعة من الاضطرابات.

قدمت الدراسات التي أُجريت في المختبر وفي الجسم الحي أدلةً على آليات علاج الخلايا الجذعية المشتقة من نخاع العظم (BM-MSCs) وسلامته وفعاليته في البيئات السريرية. وتشهد أعداد التجارب السريرية للمرحلتين الأولى والثانية ارتفاعًا، إلا أنها مقيدة بقيود حجم المشاركين، والقوانين، والإرشادات المتعلقة بتداول الخلايا الجذعية المشتقة من نخاع العظم (BMSCs) وإدارتها ونقلها. ونتيجةً لذلك، تتفاوت نتائج العلاج ومدخلاته.

القيود:

يُعدّ استخراج نخاع العظم عملية جراحية شديدة التدخل وغير مريحة، وتتطلب الإقامة في المستشفى لعدة أيام تحت التخدير العام. تُشكّل الخلايا الجذعية BM-MSCs نسبة 0.002% فقط من الخلايا الجذعية، مما يجعلها مجموعة نادرة، ويعتمد عزلها على حالة المريض وكمية المادة المأخوذة.

تنخفض كمية وجودة الخلايا الجذعية لنخاع العظم مع التقدم في السن، تمامًا كما هو الحال مع الخلايا الجذعية المشتقة من الخلايا الجذعية ADSCs. عند استخدام علاج خيفي (خلايا من متبرع ثالث)، تكون الخلايا الجذعية المشتقة من الخلايا الجذعية من متبرعين أصغر سنًا أكثر قابلية للحياة. أما عند خضوع كبار السن لإجراءات زراعة ذاتية، فقد يُصبح هذا الأمر مُشكلة، لأن خلايا المتلقي الأكبر سنًا قد لا تكون مُلائمة للبقاء على قيد الحياة على المدى الطويل.

أثبتت غالبية الدراسات السريرية وما قبل السريرية قدرة الخلايا الجذعية من نخاع العظام (BMSCs) على علاج مجموعة من الأمراض مع آثار جانبية ضئيلة خلال فترات المتابعة. ويُستخدم علاج الخلايا الجذعية من نخاع العظام (BM-MSCs) حاليًا لعلاج الإصابات الرياضية، والأمراض العصبية، وهشاشة العظام.

الخلايا الجذعية المتوسطة المشتقة من أنسجة الحبل السري (UC-MSCs)

تُعدّ المنطقة المحيطة بالأوعية الدموية في الحبل السري، وهلام وارتون، وبطانة الحبل السري من مصادر الخلايا الجذعية الوسيطة غير السرطانية. ولأن الحبل السري غالبًا ما يكون نسيجًا مُهمَلًا، فهو مصدر غني للخلايا الجذعية الوسيطة التي يُمكن جمعها بطريقة غير جراحية.

من بين الأنواع الثلاثة من الخلايا الجذعية الموصوفة (الخلايا الدهنية، ونخاع العظم، وأنسجة الحبل السري)، فإن الخلايا الجذعية المتوسطة المنتجة من أنسجة الحبل السري لديها أعلى معدل انتشار وقدرة على التطور إلى أنواع مختلفة من الخلايا.

مثل الخلايا الجذعية الوسيطة المُنتَجة من نخاع العظم والأنسجة الدهنية، تُعرف الخلايا الجذعية الوسيطة المُنتَجة من نخاع العظم والأنسجة الدهنية بإطلاقها للكيموكينات والسيتوكينات وعوامل النمو التي تُعزز مسارات التئام الخلايا المختلفة. جميع هذه الأدوار تدعم قدرات الخلايا الجذعية الوسيطة المُعدّلة للمناعة والمضادة للالتهابات.

منتج خلوي غير جراحي

استخراج الخلايا الجذعية الوسيطة من الحبل السري عملية غير جراحية، إذ لا يحتاج المريض إلى استخراجها. تُستخرج الخلايا الجذعية الوسيطة مباشرةً من جزء من الحبل السري البشري، مُتبرع به بطريقة أخلاقية.

نظرًا لأن الخلايا الجذعية متعددة القدرات من UC تتكاثر بكفاءة أكبر في المختبر مقارنة بالخلايا الجذعية من BMSCs و ASCs، فمن الممكن الحصول على أعداد خلايا أعلى بكفاءة أكبر.

يوضح الجدول أدناه مقارنة بين الخلايا الجذعية الوسيطة المشتقة من الأنسجة الدهنية (ASCs)، والخلايا الجذعية الوسيطة المشتقة من نخاع العظم (BM-MSCs)، والخلايا الجذعية الوسيطة المشتقة من أنسجة الحبل السري (UC-MSCs).

• كيف تعمل الخلايا الجذعية المتوسطة في الجسم؟

تستخدم الخلايا الجذعية المتوسطة قدراتها على التمايز، والتجدد الذاتي، وتعديل المناعة، ومضادات الالتهاب، والإشارات لإحداث تغييرات إيجابية في الجسم. بالإضافة إلى قدرتها على التجدد الذاتي، تستطيع الخلايا الجذعية المتوسطة (MSCs) الانقسام والتمايز إلى أنواع خلايا متخصصة متنوعة موجودة في نسيج أو عضو معين. ولأن الخلايا الجذعية المتوسطة هي خلايا جذعية بالغة وليست مشتقة من مواد جنينية، فإنها لا تثير أي إشكاليات أخلاقية.

• تعديل المناعة (تنظيم الجهاز المناعي)

من خلال تحفيز الاستجابة الالتهابية عند ضعف الجهاز المناعي، وتقليل الالتهاب عند فرط نشاطه، تستطيع الخلايا الجذعية الميزنكيمية (MSCs) التحكم في الجهاز المناعي. وتتمتع هذه الخلايا بقدرة فائقة على الوقاية من أمراض المناعة الذاتية عند مهاجمة الجهاز المناعي للجسم. ويشير بحث أجراه برناردو وآخرون عام ٢٠١٣ إلى أن هذه الخلايا تُحفز استجابة مثبطة للمناعة لتقليل الالتهاب ودعم توازن الأنسجة استجابةً للتعرض لتركيزات عالية من الإشارات المؤيدة للالتهابات (السيتوكينات(

• مضاد للالتهابات (تقليل الالتهابات الضارة)

رد فعل الجهاز المناعي تجاه أي مُحفِّز خارجي مُعاكس هو الالتهاب، والذي يُساعد أيضًا على دعم الجسم وإصلاحه. من ناحية أخرى، قد يُعاني الجسم عند اختلال تنظيم الالتهاب. يُمكن أن يُؤدي اختلال التنظيم المناعي طويل الأمد إلى عدد من أمراض المناعة الذاتية، بما في ذلك الذئبة، والتصلب اللويحي، وداء السكري من النوع الأول، وداء الأمعاء الالتهابي.

إفرازات الخلايا الجذعية الوسيطة والحويصلات خارج الخلية (إشارات الإكسوسوم)

يمكن للخلايا الجذعية المتوسطة أن تحل محل الأنسجة التالفة وتتمايز، ولكن أفعالها الترميمية تتم أيضًا بواسطة إفرازاتها من خلال العمليات الباراكرينية.

يمتص الجسم مجموعة من المواد النشطة بيولوجيًا المعروفة باسم إفرازات الخلايا الجذعية الوسيطة، والتي تشمل السيتوكينات وعوامل النمو والعناصر العصبية والبروتينات القابلة للذوبان والدهون والأحماض النووية.

تكتسب الإفرازات المنتجة أهمية متزايدة باعتبارها مؤشرات حيوية محتملة وأهداف علاجية للأمراض، كما تلعب أدوارًا مهمة في التحكم في العديد من العمليات الفسيولوجية.

بالمقارنة مع الخلايا المشتقة من نخاع العظم (BM-MSCs) والمشتقة من الأنسجة الدهنية (AT-MSCs)، تظهر الخلايا المشتقة من UC-MSCs زيادة في إفراز عوامل التغذية العصبية، بما في ذلك bFGF، وعامل نمو الأعصاب (NGF)، والنيوروتروفين 3 (NT3)، والنيوروتروفين 4 (NT4)، وعامل التغذية العصبية المشتق من الخلايا الدبقية (GDNF).

علاوة على ذلك، بالمقارنة مع الخلايا الجذعية متعددة القدرات من نخاع العظم (BM-MSCs)، تُطلق الخلايا الجذعية متعددة القدرات من UC مستويات أعلى بكثير من عدد من السيتوكينات الحيوية وعوامل النمو المكونة للدم، مثل G-CSF وGM-CSF وLIF وIL-1α وIL-6 وIL-8 وIL-11. هذا يعني أن الخلايا الجذعية متعددة القدرات من UC قد تكون أكثر فعالية من الخلايا الجذعية متعددة القدرات من مصادر أخرى.

• خصائص التوجيه: كيف تعرف مراكز الخدمات اللوجستية (MSCs) إلى أين تتجه؟

بفضل خصائصها التوجيهية المتأصلة، تتمتع الخلايا الجذعية المتوسطة بالقدرة على استهداف المناطق المعنية تحديدًا، وهذه إحدى أهم مزاياها. عند إعطاء الخلايا الجذعية المتوسطة جهازيًا، فإن “توجيهها” هو العملية التي تخرج بها من الدورة الدموية وتتجه إلى موقع الضرر.

• التمايز: تكوين أنواع جديدة من الخلايا

الخلايا الجذعية متعددة القدرات، المعروفة باسم الخلايا الجذعية المتوسطة، قادرة على التجدد ذاتيًا والتخصص في أنواع عديدة من الخلايا. بمعنى آخر، يمكن للخلايا الجذعية المتوسطة أن تتمايز إلى مجموعة واسعة من أنواع الخلايا، مثل خلايا الكبد، والغضاريف، والعضلات، والأوتار/الأربطة، والعظام، والأنسجة الدهنية.

تعمل الخلايا الجذعية المتوسطة على دعم توازن الأنسجة ووظيفتها، والقدرة على التكيف مع المتطلبات الأيضية أو البيئية المتغيرة، وإصلاح الأنسجة من خلال المساعدة في تجديد الأنسجة وتمايزها.