تبدأ أنسجة وأعضاء جسم الإنسان في التكون في الرحم ، ويمكن أن تستمر في النمو طوال فترة الطفولة. ومع ذلك ، عند البلوغ ، اختفت معظم التعليمات الجزيئية المستخدمة لتوجيه النمو والتطور ، لذلك لا يمكن لبعض الأنسجة ، مثل الأعصاب ، الشفاء بعد الإصابة أو المرض.
يأمل بعض الباحثين في التغلب على هذه المشكلة عن طريق تحويل الخلايا البالغة والمساعدة في إنشاء روابط جديدة بينها. صمم باحثون من Nature of the University of California، San Francisco (UCSF) خلايا تحتوي على جزيئات التصاق مخصصة يمكنها الارتباط بخلايا شريكة محددة بطريقة دقيقة ويمكن التنبؤ بها لتشكيل مجموعة معقدة متعددة الخلايا.
وفقًا لـ Wendell Lim ، المؤلف المقابل للورقة ومدير معهد تصميم الخلية في جامعة كاليفورنيا ، سان فرانسيسكو ، فإن هذه الخلايا تشبه "غراء الخلية" ، حيث يمكن للباحثين التحكم في الخلايا التي يتفاعلون معها والتحكم في طبيعة التفاعل. "هذا يفتح الباب أمام بناء هياكل جديدة ، مثل الأنسجة والأعضاء."
للأنسجة المختلفة في جسم الإنسان خصائص مختلفة ، والتي تعتمد بشكل أساسي على الطريقة التي ترتبط بها الخلايا داخل الأنسجة المختلفة ، والفرق الأكثر بديهية يشمل ضيق الخلايا التي ترتبط ببعضها البعض. على سبيل المثال ، في الأعضاء الصلبة مثل الرئة أو الكبد ، ترتبط العديد من الخلايا بإحكام. ولكن في جهاز المناعة ، تكون الخلايا أقل ارتباطًا ، مما يسمح لها بالتدفق عبر الأوعية الدموية أو بين الخلايا الضيقة مثل الجلد أو أنسجة العضو للوصول إلى العامل الممرض أو الجرح.
قال المؤلف الرئيسي للورقة ، آدم ستيفنز ، وهو باحث في معهد تصميم الخلايا بجامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو ، "إننا نصمم طرقًا للتحكم في الأنسجة الخلوية المختلفة ، والتي تعد ضرورية لتجميع جميع أنواع الأنسجة الخاصة." لجزيئات الالتصاق.
تنتشر جزيئات الالتصاق الخلوي في الكائنات متعددة الخلايا ، حيث تكون قادرة على الجمع بين تريليونات من الخلايا في أنماط منظمة للغاية لتشكيل أنواع مختلفة من الهياكل المحددة ، وإنشاء دوائر عصبية ، وتوجيه الخلايا المناعية إلى الأهداف. تعمل جزيئات الالتصاق أيضًا على تسهيل الاتصال بين الخلايا وتلعب دورًا رئيسيًا في فئات متعددة من العمليات ، مثل نمو الأنسجة وتهريب الخلايا المناعية والجهاز العصبي.
لتحقيق تحكم دقيق في الارتباط الخلوي ، طور الباحثون جزيئات التصاق الخلايا الاصطناعية (synCAM). يحتوي كل جزيء على جزأين. يعمل الجزء الأول كمستقبل خارجي للخلية يستخدم لتحديد الخلايا التي ستتفاعل معها. الجزء الثاني داخل الخلية ويستخدم لتنظيم قوة تكوين الرابطة. يمكن خلط هذين الجزأين ومطابقتهما بطريقة معيارية لإنشاء سلسلة من جزيئات التصاق الخلايا الاصطناعية المخصصة (synCAM) التي تسمح لها بدمج فئات الخلايا المختلفة بطرق مختلفة.
وفقًا للباحثين ، تنتج هذه الجزيئات المخصصة تفاعلات بين الخلايا مع خصائص التصاق مشابهة للتفاعلات الطبيعية. تتيح مجموعة أدوات جزيء الالتصاق البرمجة العقلانية والتجميع لهياكل جديدة متعددة الخلايا ، وحتى إعادة تشكيل منهجية للأنسجة الطبيعية.
علاوة على ذلك ، نظرًا لأن التصاق الخلية هو أحد الأدوار الرئيسية في تطور الحيوانات والكائنات الأخرى متعددة الخلايا ، فإن جزيئات الالتصاق المخصصة هذه يمكن أن توفر مزيدًا من التبصر في التغييرات التطورية من الكائنات أحادية الخلية إلى الكائنات متعددة الخلايا وتوليد رؤى جديدة في العمليات التطورية للفئات المختلفة من الواجهات بين الخلايا.
قال ستيفنز: "من المثير أن يتمكن الباحثون من معرفة المزيد عن عملية تكوين وبناء الجسم". "يكشف عملنا عن أداة جزيئية مرنة للالتصاق حيث سنكون قادرين على توجيه تجميع الخلايا إلى أنواع مختلفة من الأنسجة والأعضاء." هذا هو أحد الأهداف طويلة المدى للطب التجديدي.
