تجديد الأنسجة بالخلايا الجذعية الجسدية

تلعب الخلايا الجذعية الجسدية دورا مهما في الحفاظ على مجموعة واسعة من الأنسجة وإصلاحها. هذه الخلايا الجذعية ، مثل الخلايا الجذعية الجنينية الأم ، قادرة على التجديد الذاتي غير المحدود تقريبا. ومع ذلك ، على عكس الخلايا الجذعية الجنينية ، التي يمكن أن تتمايز إلى مجموعة واسعة من أنواع الخلايا ، تنشأ الخلايا الجذعية الجسدية في وقت لاحق من التطور ، وتقتصر مصائرها على خلايا عضو معين.

سيغطي هذا الفيديو مبادئ تجديد الأنسجة ، وكيف يدرس العلماء دور الخلايا الجذعية الجسدية في إصلاح الأنسجة بعد الإصابة ، وبعض التطبيقات التي تستخدم الخلايا الجذعية الجسدية للحث على تجديد الأنسجة.

لنبدأ بمناقشة المبادئ الكامنة وراء تجديد الأنسجة بعد الإصابة أو التلف. تم التعرف على الخلايا الجذعية الجسدية في العديد من الأنسجة ، بما في ذلك الدماغ ونخاع العظام والعضلات الهيكلية والقلب والكبد والأمعاء.

بشكل عام ، يتمايز هذا المصدر المتجدد للخلايا الجذعية أولا إلى خلايا سلفية مقيدة بالمصير قبل أن يؤدي في النهاية إلى ظهور خلايا متخصصة وظيفيا. ومن الأمثلة الكلاسيكية على ذلك العملية الفسيولوجية اليومية التي تسمى تكون الدم. في هذه العملية ، تشكل الخلايا الجذعية الجسدية الموجودة في نخاع العظام الخلايا السلفية للدم والجهاز المناعي ، والتي تتمايز بشكل أكبر إلى خلايا أنظمتها الخاصة.

من وجهة نظر تجديد الأنسجة ، ثبت أن الخلايا الجذعية الجسدية الموجودة في العضلات الهيكلية تلعب دورا في إصلاح الأنسجة. عند تلف العضلات، يتم تجنيد هذه الخلايا في موقع الإصابة وتتمايز لتحل محل الخلايا التالفة.

كيف تعرف الخلايا الجذعية الجسدية أن الوقت قد حان للعمل؟ عندما تتلف الخلايا ، فإنها تطلق جاذبات كيميائية قابلة للذوبان ، مثل الكيموكينات ، التي تجند الخلايا الجذعية الجسدية في موقع الإصابة. قد تتمايز هذه الخلايا بعد ذلك إلى نوع خلية الأنسجة المستهدفة. بالإضافة إلى توفير إمدادات من الخلايا الجديدة ، يمكن للخلايا الجذعية الجسدية إحداث تغييرات محلية ، مثل توليد أوعية دموية جديدة تعزز التئام الجروح.

قد لا تكون القدرة التجددية للخلايا الجذعية الجسدية الذاتية كافية دائما لإصلاح الأنسجة المريضة أو التالفة. لذلك ، يبحث العلماء في كيفية استخدام توصيل التجمعات الخارجية للخلايا الجذعية الجسدية لعلاج مثل هذه الحالات.

الآن بعد أن فهمت بيولوجيا تجديد الأنسجة ، دعنا نلقي نظرة على مثال على كيفية عزل العلماء للخلايا الجذعية الجسدية وإدارتها للحث على إصلاح الأنسجة. باستخدام الطريقة التالية ، يوضح العلماء كيف تساعد الخلايا الجذعية العضلية ، التي تسمى الخلايا الساتلية ، في تجديد الأنسجة بعد الإصابة.

أولا ، يتم تشريح عضلات الهيكل العظمي من فأر متبرع وهضمها بمساعدة إنزيم منفصل ، على سبيل المثال الكولاجيناز. بعد ذلك ، يتم عزل الخلايا الساتلية ، وإحدى طرق القيام بذلك هي احتضان هذه الخلايا بأجسام مضادة مرتبطة بالخرز المغناطيسي ، والتي يتم تنقيتها بعد ذلك على عمود مغناطيسي. بعد التنقية ، تزرع الخلايا الساتلية في الثقافة ثم يتم تمييزها لاحقا إلى خلايا سلفية عضلية عن طريق إضافة وسائط التمايز.

في غضون ذلك ، يتم تحضير الفأر المتلقي عن طريق الحقن العضلي لسم مما يؤدي إلى ضعف عضلي أو ضمور عضلي. ثم يتم حقن الخلايا السلفية العضلية المحضرة في عضلات الهيكل العظمي للفأر الضمور. في النهاية ، يمكن تحديد التكامل والتمايز الناجح للخلايا المانحة عن طريق الكيمياء المناعية. يمكن تقييم التحسين الوظيفي للنمط الظاهري الضمور من خلال اختبار جهاز المشي.

الآن بعد أن رأيت كيف يمكن عزل الخلايا الجذعية الجسدية ومعالجتها في تجربة تجديد الأنسجة ، دعنا نلقي نظرة على بعض التطبيقات النهائية في المختبر و في الجسم الحي لهذه الفئة الفريدة من الخلايا.

بصرف النظر عن حقن الخلايا الجذعية الجسدية في في الجسم الحي نماذج حيوانية ، يبتكر العلماء أيضا طرقا للتلاعب بمصير هذه الخلايا في المختبر . في هذه التجربة ، قام العلماء بتفريق الخلايا الجذعية إلى خلايا عضلية هيكلية وظيفية عن طريق تحضير طبق بتري مع المراسي. ثم تم زراعة الخلايا الجذعية ، وخلطها داخل مصفوفة الكولاجين والهلام ، وتثبيتها داخل أطباق بتري المصممة خصيصا.

بعد ذلك ، تم تحفيز هذه الخلايا الجذعية الراسخة كهربائيا بواسطة أقطاب كهربائية موضوعة في وسط ثقافة التمايز ، مما أدى إلى تكوين في المختبر لتركيبات عضلية وظيفية وناضجة. أكد التألق المناعي التعبير عن علامات خلايا العضلات الهيكلية المتمايزة: الأكتين ، باللون الأحمر ، والميوسين ، باللون الأخضر.

أظهرت الخلايا الجذعية الجسدية أيضا نتائج واعدة كعلاجات تجديدية محتملة لاضطرابات الجهاز العصبي المركزي. في هذه الطريقة ، حصاد العلماء أولا أنسجة عصبية متبرعة من جنين فأر معدل وراثيا يعبر عن بروتين الفلورسنت الأخضر ، وعولجت الخلايا الجذعية العصبية المعزولة في مصفوفة فيبرين مع كوكتيل عامل النمو. بعد ذلك ، تم حقن الخلايا الجذعية العصبية المعالجة في موقع آفة الحبل الشوكي للفأر المتلقي. تبين أن الخلايا المانحة المطعمة قد اندمجت جيدا وملأت التجاويف في آفة الحبل الشوكي.

من أجل فهم أفضل لكيفية اندماج الخلايا الجذعية الجسدية في الأنسجة بعد حقنها في المضيف ، طور العلماء طريقة لتصنيفها بالفلورسنت في المختبر قبل الحقن. في هذه التجربة ، حصد العلماء الخلايا الجذعية الجسدية من نخاع عظم الفأر ، وقاموا بنقلها بثبات بجينات بروتين فلورية مختلفة باستخدام أنظمة ناقلات فيروسية ثم تم حقن الخلايا المنقولة في وريد ذيل الفأر المتلقي. بمرور الوقت ، تم حصاد الأعضاء من الفأر المتلقي وتم استخدام الفحص المجهري الفلوري لتتبع موقع الخلايا في الأنسجة المختلفة.

لقد شاهدت للتو فيديو JoVE عن الخلايا الجذعية الجسدية. غطى هذا الفيديو المبادئ الكامنة وراء تجديد الأنسجة بواسطة الخلايا الجذعية الجسدية ، وكيف يمكن عزل هذه الخلايا ودراستها ، وتطبيقها المحتمل في الطب التجديدي. نظرا لأن الخلايا الجذعية الجسدية تلعب دورا مهما في تجديد مجموعة واسعة من الأنسجة ، فإن فهم الآليات التي تنظم هذه الفئة من الخلايا يعد مجالا نشطا للبحث في الطب التجديدي. كما هو الحال دائما ، شكرا على المشاهدة!