لأجيال، قبل العلم أن البشر والسلمندر لديهما طرق مختلفة جدًا للتعامل مع الإصابات: السلمندر يجدد أطرافًا كاملة، بينما البشر يشكلون نسيجًا ندبيًا ويتذمرون منه. بحث جديد من كلية الطب البيطري والعلوم الطبية الحيوية بجامعة تكساس إي أند إم يشير إلى أن هذا القيد قد لا يكون ثابتًا كما كنا نعتقد - القدرة على التجدد قد تكون مختبئة داخل آلية الشفاء لدينا، فقط تنتظر الدفعة المناسبة.
"لماذا تستطيع بعض الحيوانات التجدد بينما لا يستطيع البشر، خاصة، هو سؤال كبير طُرح منذ أرسطو،" قال الدكتور كين مونيوكا، أستاذ في قسم علم وظائف الأعضاء والصيدلة البيطرية بالكلية. "لقد أمضيت مسيرتي المهنية في محاولة فهم ذلك." أرسطو، بالمناسبة، لم يكن لديه إمكانية الوصول إلى عوامل النمو الحديثة.
في دراسة نُشرت في مجلة نيتشر كوميونيكيشنز، يصف مونيوكا وزملاؤه علاجًا من خطوتين نجح في تجديد العظام والهياكل المفصلية والأربطة في الثدييات. الأنسجة المجددة لم تكن نسخًا طبق الأصل، لكنها كانت قريبة بما يكفي للإشارة إلى أن النهج يمكن أن يقلل التندب ويحسن إصلاح الأنسجة بعد البتر.
المفتاح كان إعادة توجيه عملية الشفاء بعيدًا عن التليف - استجابة الجسم الافتراضية حيث تغلق خلايا الأرومة الليفية الجروح بسرعة بنسيج ندبي. في الحيوانات المتجددة مثل السلمندر، تتجمع خلايا مماثلة في بنية تسمى البلاستيما، والتي تعمل كأساس للنمو الجديد. أراد فريق تكساس إي أند إم معرفة ما إذا كان بإمكانهم دفع الأرومات الليفية للثدييات نحو البلاستيما بدلاً من الندبة.
"الأمر كما لو أن هذه الخلايا يمكنها التحرك في اتجاهين مختلفين،" قال مونيوكا. "يمكنها إما تكوين ندبة أو تكوين بلاستيما. ركز بحثنا على إعادة توجيه سلوك الأرومات الليفية الموجودة بالفعل في موقع الإصابة."
يستخدم العلاج عاملين نمو معروفين بالتسلسل. أولاً، طبقوا عامل نمو الأرومة الليفية 2 بعد أن يلتئم الجرح - مما يسمح للجسم بالاستجابة بشكل طبيعي قبل التدخل. شجع ذلك على تكوين بنية تشبه البلاستيما، والتي لا تحدث عادة في الثدييات بعد هذه الإصابات. بعد عدة أيام، طبقوا بروتين مورفوجينيتك العظم 2، الذي أخبر تلك الخلايا بالبدء في بناء أنسجة جديدة.
"هذه حقًا عملية من خطوتين،" قال مونيوكا. "تقوم أولاً بتحويل الخلايا بعيدًا عن التندب، ثم توفر الإشارات التي تخبرها بما يجب بناؤه."
من أكثر النتائج المشجعة في الدراسة أن التجديد لا يتطلب إضافة خلايا جذعية من خارج الجسم - وهو نهج شائع في الطب التجديدي. "ليس عليك فعلاً الحصول على خلايا جذعية وإعادتها،" قال مونيوكا. "إنها موجودة بالفعل - تحتاج فقط إلى تعلم كيفية جعلها تتصرف بالطريقة التي تريدها."
قال الدكتور لاري سوفا، أستاذ آخر في القسم مشارك في الدراسة، إن النتائج تتحدى الافتراضات القديمة. "الخلايا التي اعتقدنا أنها غير قابلة للبرمجة، هي في الواقع قابلة،" قال سوفا. "القدرة ليست غائبة - إنها فقط محجوبة."
كما وجد الباحثون أدلة على أنه يمكن إعادة توجيه الخلايا لإنشاء هياكل خارج موقعها المعتاد - وهي عملية تسمى إعادة التحديد الموضعي. من الناحية العملية، يمكن توجيه الخلايا التي تساعد عادة في تكوين نوع واحد من الأنسجة لإعادة بناء شيء مختلف تمامًا بعد الإصابة.
على الرغم من أن الأنسجة المجددة لم تكن مطابقة تمامًا للتشريح الأصلي، إلا أن الفريق نجح في استعادة جميع الهياكل الرئيسية التي تمت إزالتها أثناء البتر، بما في ذلك العظام والأوتار والأربطة والأنسجة المفصلية. "لقد جددنا ما تتوقعه عند هذا المستوى من الإصابة،" قال مونيوكا. "الهياكل موجودة - فقط ليس في شكل مثالي."
تشير النتائج أيضًا إلى أن التجديد يعتمد على مسارات بيولوجية متعددة تعمل معًا، مما يجعله أكثر تعقيدًا بكثير من تفعيل آلية واحدة. لكن العلماء يعتقدون أن النهج يمكن أن يكون له تطبيقات عملية قبل وقت طويل من أن يصبح التجديد الكامل ممكنًا - حتى مجرد تحويل الاستجابة.