الخلايا الجذعية: الأنواع والتطبيقات وأين توجد - علم النفس العصبي - 2025

الخلايا الجذعية هي نوع من الخلايا توجد بشكل طبيعي في جميع الكائنات الحية متعددة الخلايا. تتميز بخاصية التمايز إلى أي نوع من الخلايا والانقسام لإنتاج المزيد من الخلايا الجذعية.

يعتبر هذا النوع من الخلايا مهمًا جدًا منذ ما قبل الولادة ، حيث تبدأ بعد أيام قليلة من الانضمام إلى الأمشاجين في الانقسام والتكاثر لتكوين خلايا جذعية تتخصص وتنتج أعضاء وأنسجة مختلفة من جسم الجنين.

توضيح الخلية الجذعية

تكمن أهمية الخلايا الجذعية في قدرتها المذهلة على التطور وتشكيل أي نوع من الخلايا تقريبًا. يمكن استخدام هذه القدرة لإصلاح وتجديد الخلايا التالفة أو التالفة.

حاليًا ، يتم التحقيق في التطبيق السريري للخلايا الجذعية في أمراض متعددة مثل باركنسون ومرض الزهايمر أو بعض الحالات الخلقية. علاوة على ذلك ، هناك بالفعل منتجات تعتمد على الخلايا الجذعية بدأ استخدامها دوليًا في طب العظام.

هل توجد خلايا جذعية في البالغين أم عند الأطفال فقط؟

لا تزال الخلايا الجذعية موجودة في الأفراد البالغين ، وإن كانت بكميات أقل وإمكانات أقل مما كانت عليه في المرحلة الجنينية.

توجد هذه الخلايا الجذعية في هياكل معينة مثل نخاع العظام والعضلات والدماغ. بفضلهم ، يمكن استبدال الخلايا التالفة ويمكن للأعضاء الاستمرار في العمل بشكل طبيعي.

ما الاختلافات التي لديهم مع أنواع الخلايا الأخرى؟

بشكل عام ، يمكن القول أن الخلايا الجذعية لها ثلاث خصائص رئيسية تميزها عن الخلايا الأخرى:

• يمكنهم التكاثر لفترات طويلة من الزمن.
• هم ليسوا متخصصين.
• يمكنهم التخصص في أي نوع من الخلايا.

هذه الخصائص تجعلها مفيدة في علاج بعض الأمراض التي يسببها تآكل أو تنكس بعض الخلايا مثل أمراض التنكس العصبي.

تم التحقيق في هذه الخصائص المذهلة للخلايا الجذعية لأول مرة قبل 35 عامًا فقط ، في عام 1981 ، عندما اكتشفت مجموعة من الباحثين أنه من الممكن استخراج الخلايا الجذعية من جنين فأر.

لم يكن الأمر كذلك حتى عام 1998 عندما أمكن استقراء الدراسات على الفئران للإنسان ، عندما تم استخراج الخلايا الجذعية الأولى من الأجنة البشرية وزرعها في المختبر لدراسة وظيفتها وخصائصها. تسمى هذه الخلايا الجذعية بالخلايا الجذعية الجنينية.

في عام 2006 ، حدث معلم آخر في تاريخ دراسة الخلايا الجذعية ، حيث اكتشفت مجموعة من الباحثين كيف يمكن إعادة برمجة بعض الخلايا البالغة وراثيًا لتكوين خلايا جذعية يمكن أن تتخصص في بعض أنواع الخلايا. يسمى هذا النوع من الخلايا الجذعية بالخلايا الجذعية المستحثة متعددة القدرات (iPS).

على الرغم من إحراز تقدم كبير في أبحاث الخلايا الجذعية في هذه السنوات الخمس والثلاثين ، لا تزال هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات لفهمها بشكل أفضل والقدرة على استخدامها في إنشاء علاجات جديدة وفي دراسة التطور المعياري البشري.

أنواع الخلايا الجذعية

يمكن تصنيف الخلايا الجذعية على نطاق واسع وفقًا لمستوى نضجها إلى الخلايا الجذعية الجنينية والجنينية والبالغة المستحثة والخلايا الجذعية المستحثة متعددة القدرات.

أيضًا ، ليست كل الخلايا الجذعية لديها نفس القدرة على التمايز إلى أي نوع من الخلايا. اعتمادًا على نوع الخلايا التي يمكن فيها تمييز الخلايا الجذعية ، يمكن أن تكون:

Totipotent (أو كلي القدرة)

مورولا ، خلية كاملة القدرات. المصدر: Pidalka44 يمكنهم التفريق إلى أي نوع من الخلايا. لا يمكن العثور على هذه الخلايا إلا في التوتية (مجموعة الخلايا التي تحدث بعد اتحاد الأمشاج) ، ومن الناحية النظرية ، في الأجنة ، على الرغم من أنه لم يتحقق بعد أن الخلايا الجذعية الجنينية تتطور وتخلق جميع الأنواع من الخلايا.

متعدد القدرات

مستعمرة الخلايا الجذعية الجنينية البشرية. المصدر: المجال العام

إنها الخطوة التالية للخلايا الجذعية الكاملة ويمكن أن تتمايز إلى أي نوع من الخلايا تقريبًا. تعد مزارع الخلايا الجنينية والخلايا الجذعية المستحثة متعددة القدرات.

متعدد القدرات

صورة مجهرية متحد البؤر للخلايا السليفة العصبية الإيجابية لـ GFP (باللون الأخضر) في بصيلة الفئران الشمية. المصدر: Oleg Tsupykov يمكنهم التمايز إلى مجموعة متنوعة من الخلايا ، ولكن فقط تلك التي تنتمي إلى مجموعة من الخلايا ذات الصلة. على سبيل المثال ، يمكن للخلايا متعددة القدرات في القلب أن تتمايز فقط إلى الأنسجة التي يتكون منها القلب. يمكن جمع هذه الخلايا من الأجنة.

قليل الفعالية

الخلايا المتغصنة النخاعية غير الناضجة المصدر: جوزيف نيومولر ، سيلفيا إيمانويلا نيومولر-غوبر ، جوهانس هوبر ، أدولف إلينجر وتوماس فاغنر. الخلايا الجذعية البالغة قليلة الفعالية.

أحادي القوة

نوع الخلايا الدموية من الخلايا الكبدية الجنينية (الخلايا الجذعية الوحيدة القدرة). المصدر: قسم علم الأنسجة ، كلية الطب بجامعة جاجيلونيان ، لا يمكنهم التفريق إلا في نوع واحد من الخلايا. تختلف هذه الخلايا الجذعية عن الخلايا البالغة الطبيعية في أنها تحافظ على خصائصها الإنجابية لفترة طويلة من الزمن (قبل التمايز). يمكن العثور على هذا النوع من الخلايا الجذعية على سبيل المثال في بعض العضلات.

الخلايا الجذعية الجنينية

الخلايا الجذعية الجنينية للماوس. المصدر: المؤسسة الوطنية للعلوم

يتم استخراج الخلايا الجذعية الجنينية من الأجنة. يأتي معظمها من الأمشاج التي تم تخصيبها في المختبر وليس من النساء الحوامل بشكل طبيعي. من الناحية النظرية ، فهي كاملة القدرة ، أي أنها يمكن أن تؤدي إلى ظهور أي نوع من الخلايا ، على الرغم من أنه في الوقت الحالي يمكن زراعة بعض أنواع الخلايا فقط في المختبر.

بمجرد استخراج الخلايا الجذعية ، يتم إجراء مزرعة يتم فيها إدخال الخلايا والمواد الغذائية (وسط المزرعة) في طبق المختبر. في الثقافة تنمو الخلايا وتبدأ في الانقسام مكونة طبقة رقيقة تمتد على كامل سطح الصفيحة.

الخلايا الجذعية الجنينية

الخلايا الجذعية الجنينية. المصدر: Teixeira، J.، Rueda، BR، and Pru، JK، Uterine Stem cells (September 30، 2008)، StemBook، ed. مجتمع أبحاث الخلايا الجذعية ، StemBook ، دوى / 10.3824 / stembook.1.16.1 ،

يتم الحصول على الخلايا الجذعية الجنينية من الأجنة (من الأسبوع العاشر للحمل). يمكن العثور على هذه الخلايا في معظم أنسجة الجنين.

هذه الخلايا الجذعية متعددة القدرات ، أي أنها يمكن أن تتمايز إلى بعض أنواع الخلايا التي ترتبط ، على سبيل المثال ، في عدة أنسجة متشابهة لتشكيل نفس العضو.

الخلايا الجذعية البالغة

صورة مجهرية لخلية جذعية بالغة تظهر سمات البنية التحتية النموذجية. المصدر: Robert M. Hunt، Creative Commons Attribution

في بعض أنسجة البالغين ، مثل الجلد والعضلات والأمعاء ونخاع العظام ، توجد خلايا جذعية بالغة يمكنها التكاثر والتمايز إلى خلايا من نفس الأنسجة لتحل محل الخلايا الميتة أو التالفة ، لذا فهي قليلة التكوينات. يمكن أيضًا العثور على الخلايا الجذعية البالغة في دم الحبل السري.

على سبيل المثال ، يوجد في نخاع العظم خلايا دم جذعية تنضج لتصبح خلايا دم ناضجة (خلايا الدم الحمراء أو خلايا الدم البيضاء أو الصفائح الدموية).

البحث مع هذه الأنواع من الخلايا متقدم بشكل جيد ، ويتم حاليًا إجراء عمليات زرع الخلايا الجذعية البالغة من نخاع العظام أو دم الحبل السري لعلاج أمراض الدم مثل متلازمة خلل التنسج النقوي ومتلازمات التكاثر النقوي.

يجري حاليًا التحقيق في الإمكانات العلاجية للخلايا الجذعية الأخرى البالغة مثل خلايا اللحمة المتوسطة ، التي تنتج خلايا من العظام والغضاريف والدهون ، لعلاج أمراض مثل التهاب المفاصل.

تتضمن الخلايا الجذعية المحفزة

تتضمن الخلايا الجذعية المحفزة. المصدر: مختبر جيبشتاين

الخلايا الجذعية المستحثة متعددة القدرات (iPS) هي بالفعل خلايا متخصصة للبالغين (على سبيل المثال ، من الجلد) تمت إعادة برمجتها وراثيًا في المختبر للحصول على خصائص الخلايا الجذعية الجنينية.

لإعادة برمجة الخلايا البالغة ، يتم أخذها من البالغين واستنباتها على طبق ، حيث يتم إدخال فيروسات تم إنشاؤها في المختبر مع جينات معينة لتتكامل مع الخلايا وتعديل معلوماتها الجينية.

على الرغم من أن الخلايا الجذعية المحفزة والخلايا الجنينية تشترك في العديد من الخصائص ، إلا أنها ليست متشابهة تمامًا ، يتم حاليًا التحقيق في هذه الاختلافات ، بالإضافة إلى الإجراءات الجديدة لإنشاء iPS.

على الرغم من الحاجة إلى مزيد من البحث ، يتم استخدام خلايا iPS بالفعل لاختبار تأثير بعض الأدوية التي هي في التجارب السريرية ومن المتوقع أن تكون مفيدة للزرع في المستقبل القريب.

لا يتم إجراء عمليات زرع الخلايا بتقنية IPS حاليًا لأن بعض الدراسات التي أجريت على الحيوانات أدت إلى تكوينات سرطانية ، ربما بسبب التقنية المستخدمة لإعادة برمجة الخلايا.

مزارع الخلايا الجذعية

الكيسة الأريمية ، داخليا لديها خلايا جذعية. المصدر: Gnzlndrs

زراعة الخلايا الجذعية ليست فعالة بنسبة 100٪ ، فهناك أوقات لا تنمو فيها الخلايا أو تنقسم. ولكن عندما تكون المزرعة فعالة ، يتم أخذ مجموعات من الخلايا الجذعية وتكوين مجموعات سكانية جديدة تستمر في الانقسام وتبدأ في التمايز. يمكن تجميد الخلايا الجذعية وتخزينها في أي مرحلة من العملية.

خلال الزراعة ، يمكن للخلايا الجذعية أن تتجمع بشكل تلقائي وتتخصص في أي نوع من الأنسجة (عضلي ، عصبي…). إن قدرتهم على التخصص هو علامة على أن الخلايا يتم الاحتفاظ بها في حالة جيدة ، ولكن من الناحية المثالية يتم التحكم في عملية التخصص من قبل الباحثين لإنشاء مجموعات خلايا محددة.

للتحكم في تمايز الخلايا الجذعية الجنينية ، يعدل الباحثون التركيب الكيميائي لوسط المستنبت أو المربع أو الخلايا نفسها عن طريق إدخال جينات معينة فيها.

من خلال دراسات متعددة ، تم إنشاء بروتوكولات تشير إلى المعلمات التي يجب تعديلها وكيفية القيام بذلك لإنشاء ثقافات خلية محددة.

في الوقت الحالي ، لا يتم إجراء عمليات زرع الخلايا الجذعية الجنينية على البشر لأنه في بعض الدراسات التي أجريت على الحيوانات ، لوحظ أنها يمكن أن تؤدي إلى الإصابة بالسرطان. لا يزال البحث مستمرًا وهم يحملون وعدًا كبيرًا بالعلاجات المستقبلية.

علاجات الخلايا الجذعية

في الوقت الحالي ، فإن الاستخدام السريري الأكثر دراسة وممارسة للخلايا الجذعية هو زرع خلايا الدم الجذعية (المكونة للدم) من نخاع العظم أو الحبل السري. يتم استخدامها لعلاج مشاكل الدم والجهاز المناعي ، وكذلك لتجديد الخلايا التالفة بعد العلاج الكيميائي أو العلاج الإشعاعي.

كل عام يتم علاج أكثر من 26000 شخص في أوروبا من خلال زراعة الخلايا الجذعية المكونة للكبد كل عام. الأمراض التي يمكن علاجها حاليًا بالزرع هي:

اللوكيميا والأورام اللمفاوية

• ابيضاض الدم النقوي الحاد.
• سرطان الدم الليمفاوي الحاد.
• ابيضاض الدم النقوي المزمن.
• ابيضاض الدم الليمفاوي المزمن.
• ابيضاض الدم النقوي الشبابي.
• هودجكين سرطان الغدد الليمفاوية.
• غير هودجكن ليمفوما ل.

الأمراض المتعلقة بنخاع العظام

• فقر الدم اللاتنسجي الشديد.
• فقر الدم فانكوني.
• بيلة الهيموغلوبين الانتيابية الليلية.
• عدم تنسج خلايا الدم الحمراء النقية.
• قلة الصفيحات الخلقي / كثرة الكريات الدهنية.
• متلازمة التكاثر النقوي وخلل التنسج النقوي.
• ورم نقيي متعدد.

أمراض الجهاز المناعي الوراثي

• نقص المناعة المشترك الشديد.
• متلازمة ويسكوت الدريش.

اعتلالات الهيموغلوبين (أمراض خلايا الدم الحمراء)

• ثلاسيميا بيتا الكبرى.
• داء الكريات المنجلية

أمراض التمثيل الغذائي الوراثي

• مرض كرابيه.
• متلازمة هيرلر.
• حثل الغدة الكظرية.
• حثل المادة البيضاء متبدل اللون.

تطبيقات أخرى

تطبيق آخر لزراعة الخلايا الجذعية هو ترقيع الجلد. ربما يكون هذا التطبيق هو الأقدم منذ استخدامه منذ ما قبل فهم كيفية عمل الخلايا الجذعية.

عادة ما يتم إجراء ترقيع الجلد فقط في الحالات القصوى حيث يكون لدى الشخص مناطق كبيرة من الجلد تالفة ، على سبيل المثال من حرق شديد.

تم إجراء أول ترقيع للجلد في عام 1970 ومنذ ذلك الحين تم تحسين هذه التقنية ، على الرغم من أنه لا يزال هناك طريق طويل لنقطعه ، حيث أن الجلد المطعوم حاليًا غير قادر على تطوير بصيلات الشعر أو الغدد العرقية.

هولوكلار

أحدث تطبيق للخلايا الجذعية تمت الموافقة عليه في أوروبا هو Holoclar ، وهو علاج لإصلاح الضرر الذي قد تتعرض له القرنية ، سواء كانت جروحًا أو حروقًا.

يتكون الإجراء من استخراج جزء صغير من الخلايا الحوفية في حالة جيدة ، المسؤولة عن إصلاح القرنية ، وزراعتها في المختبر حتى تشكل طبقة قرنية رقيقة يمكن زرعها في عين المريض.

تجديد الأنسجة

يتم التحقيق في التطبيقات المحتملة الأخرى للخلايا الجذعية في التجارب السريرية. التطبيقات الرئيسية الموجودة في البحث هي تجديد الأنسجة والأعضاء ، وعلاج الإصابات ، وعلاج أمراض القلب والأوعية الدموية وعلاج أمراض الدماغ.

ربما يكون استخدام الخلايا الجذعية لتجديد الأنسجة والأعضاء هو أكثر تطبيقاتها دراسة. إذا تم إنشاء أعضاء أو أنسجة من الخلايا الجذعية ، فيمكن زرعها للأشخاص الذين يحتاجون إليها ، في الواقع ، تم بالفعل إنشاء أول كلية بها خلايا جذعية والنتائج واعدة.

أمراض القلب والأوعية الدموية

كما أن نتائج البحث حول استخدام الخلايا الجذعية في علاج أمراض القلب والأوعية الدموية مشجعة للغاية.

في عام 2013 ، قامت مجموعة من الباحثين من مستشفى ماساتشوستس العام (الولايات المتحدة) بإنشاء أوعية دموية من أجزاء من الخلايا الجذعية البشرية التي تم زرعها في الفئران وعملت بشكل صحيح. البحث مستمر حاليًا ويحاولون تطبيقه بأمان على البشر.

أمراض الدماغ

تتم دراسة استخدام الخلايا الجذعية في علاج أمراض الدماغ مثل باركنسون أو الزهايمر باستخدام الخلايا الجذعية الجنينية لإمكانية تمايزها. تبدو النتائج واعدة ، على الرغم من أن الدراسات لا تزال في مرحلة مبكرة جدًا.

لا تتم دراسة الخلايا الجذعية لعلاج الأمراض فحسب ، بل تتم دراستها أيضًا لفهم التطور الطبيعي للخلايا السليمة وفهم بعض العمليات بشكل أفضل مثل انقسام الخلايا والتمايز.

المراجع

1. دي لوكا ، م. (1 سبتمبر 2015). ما الأمراض والظروف التي يمكن علاجها بالخلايا الجذعية؟ تم الحصول عليها من EuroStemCell.
2. الجمعية الدولية لأبحاث الخلايا الجذعية ISSCR. (سادس). أنواع الخلايا الجذعية. تم الاسترجاع في 20 يونيو 2016 ، من نظرة فاحصة على الخلايا الجذعية.
3. وزارة العلوم والتكنولوجيا والابتكار الإنتاجي لجمهورية الأرجنتين. (سادس). تم الاسترجاع في 20 يونيو 2016 ، من incucai.
4. المعاهد الوطنية للصحة. (5 مارس 2015). معلومات الخلايا الجذعية. تم الحصول عليها من المعاهد الوطنية للصحة.
5. شولر ، HR (2007). إمكانات الخلايا الجذعية: جرد. في N. Knoepffler، D. Schipanski، & SL Sorgner، Humanbiotechnology as Social Challenge (p.28). اشجيت للنشر.
6. حول الخلايا الجذعية. (سادس). علاجات الخلايا الجذعية. تم الاسترجاع في 20 يونيو 2016 ، من sobrecélulasmadre.com.
7. شروط الاستخدام سياسة الخصوصية EEO / صاحب العمل الإيجابي. (سادس). أمراض يمكن علاجها عن طريق الزرع. تم الاسترجاع في 20 يونيو 2016 ، من Be the match.