ربما لا تكون تقنية تحرير الجينات هي الطريقة الأولى التي تخطر على بالك للحفاظ على شباب عقلك. ومع ذلك، تشير الأبحاث الأخيرة إلى أن تقنية تعديل الحمض النووي المعروفة باسم [[LINK1]] كريسبر [[LINK1]] لديها القدرة على تجديد خلايا الجذع لدينا وعكس الشيخوخة. خلايا الجذع هي خلايا غير متخصصة قادرة على الانقسام والتجديد إلى خلايا محددة ومتميزة.
بينما لا تزال التقنية بعيدة عن استخدامها في البشر، فإن الاكتشافات الجديدة قد تكون مهمة في علم الأحياء الأساسي. على وجه الخصوص، قد يكون العلماء قد وجدوا طريقة ل[[LINK2]] تعزيز قدرة خلايا الجذع القديمة [[LINK2]] في عقلك على إنتاج خلايا جديدة شابة، مما يجدد هذا العضو.
“نعتقد أن [هذا] قد يكون جزءًا من آلية المرونة لدماغٍ أقدم”، تقول الباحثة الرئيسية في الدراسة، [[LINK3]] البروفيسور آن برونيت [[LINK3]] من جامعة ستانفورد في الولايات المتحدة.
لكنها تقول عن البشر، “هذا مجرد تكهنات شديدة.”
حتى الآن، نجح الباحثون في مختبر برونيت في تعزيز وظيفة دماغ الفئران حتى سن الشيخوخة. استخدموا تقنية كريسبر، وهي أداة تعمل مثل مقصات جزيئية لقطع أجزاء محددة من الحمض النووي، لتعطيل الخلايا الجذعية العصبية في الفئران. هذا أعاد تنشيط الخلايا، مما دفعها لتوليد خلايا عصبية جديدة.
بينما لا تعمل الخلايا الجذعية البشرية بنفس الطريقة تمامًا، يمكن أن توجّه هذه الاكتشافات البحث نحو إنشاء علاجات للأمراض المرتبطة بالعمر، مثل الخرف.
كيف تؤثر الجينات على الشيخوخة؟
<
مع تقدمك في العمر، تتدهور خلاياك الجذعية. عادة ما تكون قادرة على النشاط وإنتاج خلايا جديدة، لكنها تبقى بدلاً من ذلك خاملة (أو، بالنسبة للعلماء، “خاملة”). نفس الشيء ينطبق على الفئران.
في عام 2016، بدأ علماء ستانفورد لأول مرة في دراسة عملية الشيخوخة في الفئران وطرق تعزيز خلاياها الجذعية. ركزوا على جزء من دماغ الفأر يعرف باسم المنطقة تحت البطينية، بسبب كثافتها العالية من خلايا الجذعية العصبية.
<
استخرجوا خلايا من أدمغة الفئران القديمة وأصابوا هذا التجمع من الخلايا (أو “زراعة الخلايا”) بالفيروسات. بدلاً من التسبب في أي ضرر، عملت هذه الفيروسات كوسائط لتوجيه تقنية كريسبر إلى 23000 جين في جينوم الفئران.
ما الهدف؟ العثور على “الطفرات”: الجينات التي عندما تُعطل يمكن أن تحسن، أو حتى تستعيد، قدرة الخلايا الجذعية العصبية القديمة على إعادة التنشيط. تُسمى هذه العملية الفحص الوظيفي.
“ما هو مثير هو عندما تقوم بإجراء الفحص الوظيفي، فإنك تختبر جميع الجينات في الجينوم. إنه أمر رائع لأنه يصنف الجينات المهمة. وقد وجدنا 300 منها،” تقول برونيت.
ما كان أكثر إثارة هو أن هذه الجينات الـ 300 تعزز بشكل خاص خلايا الجذعية القديمة عندما يتم تنشيطها، بدلاً من الخلايا الشابة.
“كنا متحمسين جداً لهذا!” تقول. “لكننا أيضاً فكرنا، حسنًا، هذا في ثقافة خارج الدماغ. لذا، بالطبع، أردنا أن نعرف ماذا يحدث في الدماغ نفسه.”
ثم قامت المجموعة بنفس الفحص في الفئران الحية، حيث تم حقن الفيروس في أدمغة الفئران القديمة مما سمح لـ CRISPR بإلغاء بعض الجينات. هذه المرة، اختبروا 50 جينًا، بما في ذلك 30 من تلك الجينات الـ 300 الخاصة بالعمر.
بعد خمسة أسابيع، قاموا باستخراج عينات من أدمغة الفئران لمعرفة ما إذا كان لديهم مجموعة غنية من هذه الجينات المعطلة في الخلايا العصبية (أو ما إذا كانت لديهم مجموعة ناقصة). اكتشفوا أن 20 من تلك الجينات الخمسين قد حسنت خلايا الفئران القديمة العصبية بنجاح.
دور السكر في الشيخوخة
أحد الجينات مثير للاهتمام بشكل خاص للعلماء ويمكن استهدافه بشكل أقرب في الدراسات المستقبلية – ويأمل بأن يؤدي تعطيله إلى تأخير التدهور المعرفي. يُطلق عليه (بشكل جذاب) اسم Slc2a4، وهو ينتج أحد البروتينات التي تنقل الجلوكوز (السكر البسيط الضروري للطاقة في الكائنات الحية) في جميع أنحاء جسمك.
<
لكن هل من الجيد قطع هذا النقل؟ ألن يكسر الرابط بين مصدر الطاقة الرئيسي لديك والأعضاء الحيوية؟ وفقًا لبروتي، الجواب هو لا – على الأقل ليس في الخلايا الجذعية العصبية القديمة. وتجادل بأنها قد تساعدهم بالفعل.
في الواقع، عندما قيد الباحثون الجلوكوز للخلايا الجذعية العصبية القديمة، بدلاً من أن يكون له تأثير سلبي، كانت الخلايا أكثر قدرة على إنتاج خلايا جديدة وأكثر شبابًا.
اكتشفوا أنه مع تقدم عمر الفئران، احتوت خلايا جذع الدماغ لديهم على مزيد من الجلوكوز مقارنةً بالفئران الأصغر سناً. لذا، يعتقد برونيه أن هذا الجلوكوز (الذي يكون عادةً مفيدًا جدًا) قد يسبب مشاكل في أدمغة المسنين – مما يفسر لماذا إزالة الجلوكوز يعد شيئًا جيدًا.
الجزء المثير للاهتمام، وفقًا لبرونيه؟ عندما أزالوا الجلوكوز من زراعة الخلايا، حدث شيء غريب: مرت خلايا جذع الأعصاب بنفس عملية التجديد كما لو تم تعطيل جين ناقل الجلوكوز بواسطة تقنية كريسبر.
بعد ذلك، عندما يجريان نفس التجربة على الفئران الحية، يأملون في اكتشاف ما إذا كان إعطاؤهم كميات أقل من السكر يمكن أن يحدث نفس التأثير.
كريسبر في أدمغة البشر
<
هل يمكن أن ينطبق أي من هذا على دماغ الإنسان؟ كما قد تخمن، فإن العضو الموجود بين أذنيك معقد للغاية، حيث يتكون من 12.6 مليون كيلومتر (7 مليون ميل) من دماغ من حيث الحجم (هذا تقريباً 40 مرة أكبر من المسافة بين الأرض والقمر). مقارنةً بذلك، فإن دماغ الفأر يبلغ حجمه فقط 5,000 كيلومتر (3,107 ميل) – أي المسافة بين بوسطن ولشبونة.
ومع ذلك، يمكن العثور على خلايا الجذع العصبي التي كانت تدرسها الباحثون في الفئران في دماغك البشري. وظيفتها الدقيقة غير واضحة، ولكن، كما يقول برونيت، هناك مؤشرات على أنها مهمة لإصلاح الإصابات – وقد يساعد تنشيط هذه الخلايا الجذعية العصبية في جعل أدمغتنا أكثر مرونة.
لكن لا تتحمس كثيراً. يقول برونيت إن هناك طريقاً طويلاً قبل أن نعرف بالتأكيد.
“هناك العديد من الخطوات بين الاكتشافات الأساسية وإمكانية تطبيقها”، تقول برونيه. وتضيف أن واحدة من أكبر العقبات هي مسألة ما إذا كانت الخلايا الجديدة، التي تنتجها خلايا جذعية متجددة، يمكن أن تتناسب دون “إحداث فوضى” في الدائرة المضغوطة والمحددة مكانياً التي طورناها منذ الطفولة.
فهل سنرى علاجات CRISPR لدى البشر في المستقبل؟ “هناك أمل، لكن الأمر لن يكون سهلاً.”
عن خبيرتنا
البروفيسورة آن برونيه هي أستاذة علم الوراثة في جامعة ستانفورد في الولايات المتحدة. مختبرها يعمل على تحديد المسارات الأساسية المعنية في تأخير الشيخوخة، وقد نُشرت أبحاثها في Nature Aging وNature Cell Biology وCell.
اقرأ المزيد: