تُظهر أبحاث جديدة أن أنواعًا محددة من خلايا الدماغ تنشط بعد إصابات الدماغ وتُبدي خصائص مشابهة لخصائص الخلايا الجذعية العصبية. وقد ترتبط لدونة الخلايا النجمية بزيادة تنظيم بروتين الغالكتين 3، مما قد يسهم بدرجة كبيرة في اكتشاف مؤشرات حيوية إضافية. واكتشفت الدراسة أن بروتينًا معينًا ينظم هذه الخلايا، وقد يشكل هدفًا علاجيًا ويسهم في تطوير خيارات علاجية أفضل لإصابات الدماغ. وينجم فقدان الخلايا العصبية، الذي يؤدي لاحقًا إلى قصور وظائف الدماغ، عن بدء الاضطرابات العصبية وتطورها، مثل السكتات الدماغية وإصابات الحبل الشوكي والأمراض العصبية التنكسية مثل باركنسون، وألزهايمر/الخرف وALS وMND. ولا تزال خيارات العلاج الفعالة بحاجة إلى التحسين. ومع ذلك، أظهرت الأبحاث قبل السريرية استجابة واعدة تشمل الخلايا النجمية التفاعلية، وهي نوع محدد من الخلايا الدبقية التي تُعد جزءًا أساسيًا من الجهاز العصبي إلى جانب الخلايا العصبية. وتُعد الخلايا الدبقية الصغيرة والخلايا الدبقية وسيلة حماية للخلايا العصبية، إذ تُظهر القدرة على استئناف تكاثر الخلايا، وهي آلية ضرورية لحماية الدماغ المتضرر من غزو الخلايا المناعية.[1]
تمايز الخلايا الجذعية الميزنكيمية إلى خلايا دبقية عصبية
ما الخلايا النجمية؟
الخلايا النجمية نوع من الخلايا الدبقية في الدماغ والحبل الشوكي. وهي أكثر أنواع الخلايا وفرة في دماغ الإنسان، وتؤدي دورًا بالغ الأهمية في عمل الجهاز العصبي [2]. وفيما يلي بعض الجوانب المهمة للخلايا النجمية:
- الدعم والبنية: توفر الخلايا النجمية دعمًا بنيويًا للعصبونات، وتعزز تكوّن الخلايا العصبية، وتحافظ على البيئة التي تعمل فيها العصبونات.
- الحاجز الدموي الدماغي: تسهم في تكوين الحاجز الدموي الدماغي والمحافظة عليه، وهو ما يتحكم في انتقال المواد بين مجرى الدم والدماغ.
- إدارة المغذيات والفضلات: تنظم الخلايا النجمية تركيز الأيونات والنواقل العصبية في الحيز خارج الخلوي. كما تساعد على نقل المغذيات إلى العصبونات والتخلص من الفضلات.
- الترميم والتندب الوقائي: يمكن للخلايا النجمية أن تتكاثر وتكوّن ندبة (حاجزًا ماديًا وكيميائيًا حيويًا) حول المنطقة المصابة. ويساعد هذا الحاجز على احتواء الضرر ومنع انتشاره إلى أنسجة الدماغ السليمة. وهذا جزء من عملية الترميم الطبيعية للدماغ عقب إصابة الجهاز العصبي.
- تنظيم النواقل العصبية: يمكنها تعديل النقل العصبي من خلال امتصاص النواقل العصبية وإطلاقها، ومن خلال استماتة الخلايا النجمية.
- صحة العصبونات: تُعد وظائف الخلايا النجمية ضرورية لبقاء العصبونات وقدرتها على أداء وظائفها، إذ تساعد في الإصلاح وإطلاق العَدِلات وحماية أنسجة الجهاز العصبي.
- اللدونة العصبية: تؤدي دورًا في تكوين المشابك العصبية وإعادة تشكيلها، مما يؤثر في التعلم والذاكرة.
تتخذ الخلايا النجمية شكلًا شبيهًا بالنجمة، ومن هنا جاءت تسمية «astro» (نجمة باليونانية) و«cyte» (خلية). ويتزايد الاعتراف بأدوارها المتنوعة والديناميكية في الجهاز العصبي المركزي، بما يتجاوز وظائفها الداعمة التقليدية [3].
دور الخلايا النجمية مقارنة بالخلايا قليلة التغصن
تُعد الخلايا النجمية والخلايا قليلة التغصن نوعين حيويين من الخلايا الدبقية في الجهاز العصبي المركزي، ولكل منهما أدوار فريدة وحاسمة. والخلايا النجمية، التي تتميز ببنيتها الشبيهة بالنجمة، مسؤولة أساسًا عن توفير الدعم البنيوي للعصبونات. وهي تؤدي دورًا بالغ الأهمية في الحفاظ على الحاجز الدموي الدماغي الذي يتحكم في انتقال المواد من مجرى الدم إلى الدماغ. وإضافة إلى ذلك، تسهّل الخلايا النجمية نقل المغذيات إلى العصبونات، وتنظم النواقل العصبية وتعيد تدويرها، وتشارك في عمليات الترميم وتكوّن الندبات في الدماغ بعد الإصابات. كما تساعد، إلى جانب الخلايا الدبقية النجمية والخلايا النجمية في العصب البصري، على الحفاظ على البيئة الأيونية والكيميائية الضرورية لوظيفة العصبونات. وفي المقابل، تُعرف الخلايا قليلة التغصن، التي تكون أصغر ولها استطالات أقل من الخلايا النجمية البشرية، أساسًا بدورها في تكوين الميالين. فهي تنتج الميالين، وهو مادة دهنية تكوّن غمدًا حول محاور العصبونات في الجهاز العصبي المركزي. ويُعد تكوين الميالين ضروريًا للانتقال السريع للإشارات الكهربائية على امتداد العصبونات، مما يعزز سرعة وكفاءة النقل العصبي. وتدعم الخلايا قليلة التغصن المحاور العصبية، وهي ضرورية للحفاظ عليها داخل الجهاز العصبي المركزي. ولا غنى عن كل من زراعة الخلايا النجمية والخلايا قليلة التغصن لعمل الجهاز العصبي على نحو سليم. وبينما تنخرط الخلايا النجمية بدرجة أكبر في إنشاء البيئة العصبية والحفاظ عليها، تركز الخلايا قليلة التغصن على تسهيل النقل السريع للإشارات. وتضمن وظائفهما المتكاملة عمل الجهاز العصبي بكفاءة، مما يبرز تعقيد العمليات العصبية وتطورها.
هل يمكن للخلايا النجمية اكتساب خصائص الخلايا الجذعية العصبية؟
يمكن إعادة برمجة التعبير الجيني في الخلايا النجمية لتكتسب خصائص الخلايا الجذعية العصبية (NSC)، وهي تمتلك قدرة محتملة على إصلاح الدماغ وتجديده. ويمكن للخلايا النجمية اكتساب خصائص الخلايا الجذعية العصبية أو إظهارها بطرق عدة، منها:
- إعادة التنشيط الناجمة عن الإصابة: استجابةً لإصابة أو مرض في الدماغ، يمكن للخلايا النجمية أن تعود إلى حالة أكثر بدائية شبيهة بالخلايا الجذعية. وغالبًا ما تشهد هذه العملية، المعروفة باسم الدباق التفاعلي، إعادة تعبير الخلايا النجمية عن جينات تكون نشطة عادةً في NSC أثناء البلعمة التي تقوم بها الخلايا النجمية
- الإشارات الجزيئية والبيئية: أظهرت الأبحاث في مركز التجديد أن إشارات جزيئية وبيئية محددة تحفز الخلايا النجمية على التحول إلى حالة شبيهة بالخلايا الجذعية. فعلى سبيل المثال، يمكن لإدخال عوامل نسخ معينة أو التعرض لعوامل نمو بعينها أن يطلق هذا التحول.
- التغيرات فوق الجينية: يمكن للتغيرات في المشهد فوق الجيني للخلايا النجمية، مثل التبدلات في مثيلة DNA وتعديلات الهستونات، أن تعيد برمجتها لاكتساب خصائص شبيهة بالخلايا الجذعية.
- تقنيات تحرير الجينات: يمكن استخدام تقنيات متقدمة للتلاعب الجيني، مثل CRISPR/Cas9، لتعديل التعبير الجيني للخلايا النجمية، بما قد يعيد برمجتها إلى خلايا جذعية عصبية.
- حالات اندماج الخلايا: في حالات نادرة، قد تؤدي حالات اندماج الخلايا في الدماغ إلى اندماج خلية نجمية مع خلية جذعية عصبية، مما قد يكسب الخلية النجمية خصائص الخلايا الجذعية العصبية.
- تأثيرات البيئة المكروية: يمكن للبيئة المكروية للدماغ، بما فيها مكونات محددة من المصفوفة خارج الخلوية والخلايا المجاورة، أن تؤثر في سلوك الخلايا النجمية وربما تعزز خصائص شبيهة بالخلايا الجذعية.
- المواطن العصبية المنشأ: تكون بعض أنواع الخلايا النجمية في مناطق معينة من الدماغ، مثل المنطقة تحت البطينية (SVZ) والحُصين، في حالة أكثر لدونة بالفعل وأقرب إلى الخلايا الجذعية العصبية من حيث قدرتها على تكوين عصبونات جديدة.
- الاستجابة للإجهاد: في ظروف إجهاد معينة، قد تعود إكسوسومات الخلايا النجمية إلى حالة أكثر مرونة وشبيهة بالخلايا الجذعية ضمن آلية الإصلاح الذاتية للدماغ.
تُعد هذه الرؤى حول لدونة الخلايا النجمية وقدرتها المحتملة على اكتساب خصائص NSC بالغة الأهمية لـThe Regeneration Center عند تطوير استراتيجيات علاجية جديدة للأمراض التنكسية العصبية والحالات العصبية الأخرى، مثل الرنح وMS والتهاب النخاع المستعرض والاعتلال العصبي المحيطي. ومع ذلك، فإن نتائجنا أولية، ويلزم إجراء مزيد من الدراسات لفهم هذه القدرة بالكامل وتسخيرها بأمان في التطبيقات السريرية [4].
ما وظيفة الخلايا النجمية؟
تكتسب بعض هذه الخلايا النجمية خصائص شبيهة بالخلايا الجذعية العصبية، مما يمكّنها من التجدد الذاتي وإنتاج أنواع مختلفة من الخلايا، بما فيها العصبونات والخلايا الدبقية. وعند حدوث اضطراب في 
الحاجز الدموي الدماغي (BBB) مرتبط بمرض أو إصابة، يمكن أن تبدأ مؤشرات الخلايا النجمية وعوامل نمو الخلايا العصبية في الظهور وتزداد وتكتسب خصائص الخلايا الجذعية العصبية. وتشير الأبحاث إلى أن مرونة الخلايا النجمية الخاصة بالحالة المرضية في موضع إصابة الدماغ قد ترتبط بـزيادة تنظيم بروتين الغالكتين 3.
الواسم الحيوي البروتيني غالكتين 3
غالكتين-3 هو نوع من البروتينات ينتمي إلى عائلة الليكتينات، وهي بروتينات معروفة بارتباطها ببُنى كربوهيدراتية محددة. وتشمل بعض الجوانب المفيدة لغالكتين-3 ما يلي:
- البنية والارتباط: يحتوي الغالكتين-3 على نطاق للتعرف إلى الكربوهيدرات (CRD)، ما يتيح له الارتباط تحديدًا بسكريات بيتا-غالاكتوزيد. وتُعد قدرة الارتباط هذه أساسية لدوره في مختلف العمليات الخلوية.
- الوظائف الخلوية: يشارك في طيف واسع من الوظائف الخلوية، بما فيها نمو الخلايا والتصاقها وتمايزها، وتكوّن الأوعية الدموية (تشكّل أوعية دموية جديدة)، والاستماتة (الموت الخلوي المبرمج)، والالتهاب.
- الدور في الجهاز المناعي: يؤدي الغالكتين-3 دورًا مهمًا في الجهاز المناعي. فهو يعدّل الاستجابات المناعية، بما فيها تنشيط الخلايا المناعية ونضجها وعمليات الالتهاب.
- أبحاث السرطان: حظي باهتمام في أبحاث السرطان بسبب ارتفاع مستوى تعبيره في أنواع عديدة من السرطان ودوره في تطور الورم والنقائل وتكوّن الأوعية. ويُعد غالكتين-3 واسمًا حيويًا محتملًا لتشخيص السرطان وهدفًا علاجيًا.
- التليّف: يسهم الغالكتين-3 في تطور التليّف في أعضاء مختلفة، مثل الكبد والكلى والقلب. وهو يتوسط تنشيط الخلايا الليفية وتراكم مكونات المصفوفة خارج الخلية.
- أمراض القلب: ترتبط المستويات المرتفعة من الغالكتين-3 بـفشل القلب الاحتقاني والنوبات القلبية، ويمكن أن تكون واسمًا لتشخيص هذه الحالة وتوقّع مسارها.
- الأمراض المعدية: تؤدي دورًا في التفاعلات بين المضيف والعوامل الممرضة، مما يؤثر في استجابة الجسم للعدوى الناجمة عن مختلف البكتيريا والفيروسات والفطريات.
- التصاق الخلايا وهجرتها: يشارك الغالكتين-3 في عمليات التصاق الخلايا، ويمكنه التأثير في توجّه الخلايا إلى مواضعها، وفي هجرتها، وهما أمران أساسيان لالتئام الجروح وانتشار السرطان.
- علم الأحياء العصبي: توجد أبحاث ناشئة حول دور غالكتين-3 في علم الأحياء العصبي، ولا سيما في الالتهاب العصبي والأمراض التنكسية العصبية.
الخلايا النجمية للأمراض التنكسية العصبية
نظرًا إلى أهمية تكاثر الخلايا النجمية، ترتبط هذه النتائج بفهم كيفية إسهام التغيّرات في تركيب السائل الدماغي الشوكي، أي زيادة تنظيم بروتين غالكتين 3، في الحفاظ على مرونة الخلايا النجمية في الدماغ. وقد ساعد تحديد بروتين غالكتين 3 بوصفه محفزًا لمرونة الخلايا النجمية في اكتشاف مؤشرات حيوية أخرى تتيح تعديلًا مفيدًا داخل النسيج المتني الدماغي المصاب. وتبشّر منظمات تكاثر الخلايا النجمية هذه بعد الإصابة الحادة بإمكانات كبيرة للتطبيقات السريرية المستقبلية لهذه المؤشرات الحيوية بوصفها دلائل لرصد استجابة مفيدة للعلاج بالخلايا الجذعية الدبقية، أو للمساعدة في تحديد وجود خلايا أخرى ذات قابلية جذعية في دماغ المريض المصاب [5].
المراجع السريرية المنشورة
[1] ^ Rauf A، Badoni H، Abu-Izneid T، Olatunde A، Rahman MM، Painuli S، Semwal P، Wilairatana P، Mubarak MS. مؤشرات الالتهاب العصبي: مؤشرات رئيسية في اعتلال الأمراض التنكسية العصبية. Molecules. 2022 مايو 17؛27(10):3194. doi: 10.3390/molecules27103194. PMID: 35630670؛ PMCID: PMC9146652.
[2] ^Dejakaisaya H, Kwan P, Jones NC. دور الخلايا النجمية والغلوتامات في التسبب بالصرع لدى مرضى ألزهايمر. Epilepsia. 2021 يوليو؛62(7):1485-1493. doi: 10.1111/epi.16918. نُشر إلكترونيًا 2021 مايو 10. PMID: 33971019.
[3] ^ Freeman MR. تحديد خصائص الخلايا النجمية وتشكلها. ساينس. 2010 نوفمبر 5؛330(6005):774-8. doi: 10.1126/science.1190928. PMID: 21051628؛ PMCID: PMC5201129.
[4] ^ غاناباثي ك، داتا آي، بهوندي آر. خلايا شبيهة بالخلايا النجمية مشتقة من الخلايا الجذعية للبّ الأسنان تحمي العصبونات الدوبامينية من سمّية 6-هيدروكسي دوبامين. مول نيوروبيول. 2019 يونيو؛56(6):4395-4413. معرّف الوثيقة الرقمي: 10.1007/s12035-018-1367-3. نُشر إلكترونيًا في 2018 أكتوبر 16. PMID: 30327976.
[5] ^ أليش إم، كيركيرينغ جيه، كراولي تي، روزيفيتش كيه، بول إف، سيفرين في. تحديد الحالة المولدة للخلايا الدبقية في الخلايا الجذعية العصبية البشرية لتحسين تمايز الخلايا النجمية في المختبر. مجلة طرق علم الأعصاب. 2021 سبتمبر 1؛361:109284. المعرّف الرقمي: 10.1016/j.jneumeth.2021.109284. نُشر إلكترونيًا في 2021 يوليو 7. PMID: 34242705.
