في اختراق طبي... رسم خريطة للقناة الهضمية البشرية بدقة خلية

نشرت صحيفة "ديلي ميل" البريطانية أن مجموعة من الباحثيين بجامعة كارولينا الأميركية نجحوا لأول مرة في رسم خريطة للأمعاء البشرية بدقة خلية واحدة، ببحث جديد نشر بمجلة "Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology " يعتبر اختراقا على صعيد الطب.
وحسب الصحيفة، استخدم الباحثون مسارات الجهاز الهضمي البشري بالكامل من ثلاثة متبرعين بالأعضاء لإظهار كيفية اختلاف أنواع الخلايا في جميع مناطق الأمعاء، لإلقاء الضوء على الوظائف الخلوية ولإظهار اختلافات التعبير الجيني بين هذه الخلايا وبين الأفراد.
وفي توضيح أكثر لهذا الأمر، قال المعد الرئيسي للدراسة سكوت ماغنس "أظهر مختبرنا أنه من الممكن التعرف على وظيفة كل نوع خلية في عمليات مهمة، مثل امتصاص العناصر الغذائية والحماية من الطفيليات، وإنتاج المخاط والهرمونات التي تنظم سلوك الأكل وحركة الأمعاء... وتعلمنا أيضا كيف يمكن أن تتفاعل بطانة الأمعاء مع البيئة من خلال المستقبلات وأجهزة الاستشعار، وكيف يمكن للأدوية أن تتفاعل مع أنواع الخلايا المختلفة. ويحاول مختبر ماغنس التابع لـUNC فهم سبب حدوث الآثار الجانبية مثل الإسهال والقيء ونزيف الأمعاء، وصولا إلى مستوى الخلايا الفردية ووظائفها ومواقعها وجيناتها".
وفي هذا الاطار، ركز الباحثون في الدراسة الجديدة على الظهارة (الطبقة السميكة أحادية الخلية التي تفصل داخل الأمعاء والقولون) عن أي شيء آخر؛ فمثل مجموعات الخلايا الأخرى والميكروبات، الظهارة مهمة للغاية لصحة الإنسان، وقد عمل العلماء على استكشافها لسنوات. لكن حتى الآن كان بإمكان الباحثين فقط أخذ خزعات صغيرة بحجم حبات الأرز من أجزاء قليلة من الجهاز الهضمي؛ عادة من القولون أو مناطق محدودة من الأمعاء الدقيقة.
وفي الماضي، كان الباحثون يخلطون تلك الخزعات بحجم الأرز لتحديد جميع أنواع الخلايا الظهارية ومعرفة بعض السمات العامة لها. بينما الدراسة الجديدة استخدمت تقنية مختلفة لأخذ عينات من آلاف الخلايا الفردية من الأمعاء الدقيقة والقولون لإنشاء خريطة للجهاز الهضمي. وستُستخدم الخريطة بعد ذلك للتنبؤ بالدور المحتمل للخلايا بناء على التعبير الجيني للخلايا القريبة.
وفي هذا يقول ماغنس ان "الصورة التي نحصل عليها من كل خلية عبارة عن فسيفساء من جميع الأنواع المختلفة من الجينات التي تصنعها الخلايا، وهذا التكملة من الجينات تخلق توقيعا يخبرنا نوع الخلية وما الذي تفعله؛ هل هي خلية جذعية أم مخاطية أم خلية منتجة للهرمون أم خلية إشارات مناعية؟ وإذا نظرت إلى مخاط الأمعاء وهو خليط معقد يحمي الخلايا فإننا نعرف الخلايا التي تعبر عن بروتينات الميوسين المختلفة ومقدارها، وفي أي مناطق من الجهاز الهضمي. وما وجدته مجموعة ماغنس هو مستوى جديد تماما من التباين في الوظائف المحتملة التي لم يتم تقديرها سابقا من خلال مزج عينات الخزعة. وقد استكشف الباحثون جميع المستقبلات الظهارية (بروتينات سطح الخلية المستخدمة للتواصل مع الخلايا والجزيئات الأخرى ومع بيئة القناة الهضمية).
وفي المحصلة، تمكن ماغنس وزملاؤه من معرفة المستقبلات التي تم التعبير عنها بشكل أكبر وفي أي أنواع من الخلايا ورسموا صورة جديدة لكيفية تفاعل الخلايا مع محتويات الأمعاء مثل العناصر الغذائية والميكروبات والسموم والأدوية.