الكثير تم وضع أجنة أسماك القرش في قلب تحقيق طموح والتي تسعى إلى كشف أصل أمراض الدم مثل سرطان الدم واستكشاف استراتيجيات جديدة لمعالجتها. هذه الفقاريات، التي تنتمي إلى مجموعة متنوعة من الكائنات الحية، ليست مجرد حيوانات رائعة في العالم البحري، بل هي أيضًا أعضاء في... الأسماك الغضروفيةأصبحت هذه النماذج نماذج تجريبية قيّمة لفهم كيفية تكوّن الدم في الكائنات الحية.
في إسبانيا، فريق من جامعة مالقة (UMA) بالتعاون مع حوض أسماك سي لايف بينالمادينا أطلق مشروعاً طويل الأمد يجمع بين علم الأحياء النمائي وعلم الوراثة والتطور. يهدف المشروع إلى تحقيق هدفين: توضيح كيفية نشوء بعض التراكيب في الفقاريات عبر مراحل التطور، وفي الوقت نفسه، تحديد الآليات المتورطة في اضطرابات الدم التي تصيب آلاف الأشخاص.
مشروع رائد بين جامعة مالقة وسي لايف بينالمادينا
تستند الدراسة إلى قسم علم الأحياء الحيوانية بكلية العلوم في جامعة مالايا يحظى المشروع أيضاً بتعاون حوض أسماك سي لايف بينالمادينا، الذي يتيح الوصول إلى أجنة أنواع مختلفة من أسماك القرش. وقد وقّعت الجهتان اتفاقية تعاون مدتها خمس سنوات مبدئياً، قابلة للتجديد إذا ما أثبتت النتائج جدواها.
يندرج هذا البحث ضمن نطاق عمل المجموعة التي يقودها البروفيسور خوان باسكوال أنايايركز هذا البحث على الأصل التطوري للبنى الجديدة في الحيوانات متعددة الخلايا، مع إيلاء اهتمام خاص للفقاريات. وفي هذا السياق، توفر أجنة أسماك القرش فرصة فريدة لدراسة كيفية تنظيم الجهاز الدوري وتطوره منذ مراحله الأولى.
يعني الاتفاق مع سي لايف بينالمادينا أن حوض الأسماك لا يشارك فقط كمورد للمواد البيولوجية، بل أيضاً كـ عامل نشط في النشر العلمي ودعم المشاريع يهدف هذا التعاون إلى تحسين المعرفة حول مختلف أنواع الكائنات البحرية، كما أنه يُقرّب الأبحاث المتقدمة من عامة الناس من خلال الأنشطة والبرامج التعليمية.
تؤكد إدارة حوض الأسماك أنه إذا أدى هذا العمل إلى اكتشاف طرق جديدة لفهم وعلاج أمراض الدم، مثل بعض أنواع سرطان الدم، فسيكون الأثر الاجتماعي للمشروع بالغ الأهمية. على الرغم من أن الهدف الرئيسي جوهري وتطوري، التطبيقات المحتملة في الطب الحيوي إنها تشكل حافزاً إضافياً لتشجيع هذا النوع من الدراسات في أوروبا.
لماذا تُعد أجنة أسماك القرش نموذجًا رئيسيًا لدراسة الدم؟
يركز المشروع على أجنة الأسماك الغضروفية، مجموعة de peces الأسماك الغضروفية، والتي تشمل أسماك القرش. وعلى وجه التحديد، ستركز الدراسة على أنواع مثل قرش القط المرقط الصغير (Scyliorhinus canicula) الأليتان (نجم البحر) وسمكة قرش الخيزران (تشيلوسسيليوم نقطية)، والتي تتمتع بخصائص مفيدة للغاية لتحليل التطور الجنيني.
تتيح لنا هذه الأجنة مراقبة التفاصيل الدقيقة لـ تكوين وتنظيم الشريان الأورطي الظهري، وهو هيكل أساسي للجهاز الدوري خلال المراحل المبكرة من التطور الجنينيويعتزم فريق البحث تحديد مدى تورط هذه المنطقة في توليد الخلايا الجذعية للدم، أي تلك الخلايا القادرة على إنتاج جميع أنواع خلايا الدم.
إن دراسة كيفية ووقت ومكان ظهور هذه الخلايا الجذعية في أسماك القرش يمكن أن تقدم أدلة قيّمة لفهم أصل الجهاز الدوري في جميع الفقارياتبما في ذلك البشر. وباعتبارها سلالة قديمة تطورياً، فإن أسماك القرش والشفنينيات توفر إمكانية مقارنة عمليات نموها مع تلك الخاصة بمجموعات حيوانية أخرى، وبالتالي إعادة بناء الخطوات التي اتبعها التطور.
لا يقتصر مجال البحث على الجانب التشريحي فحسب، بل يُولى الاهتمام أيضاً لـ التغيرات الجينومية والتطورية أدت هذه العمليات إلى ابتكارات بيولوجية على مدى ملايين السنين. ويساعد تحليل هذه العمليات في أسماك القرش على تحديد الآليات المشتركة بين مختلف الفقاريات، وتلك التي ظهرت تحديدًا في مجموعات معينة.
من المختبر إلى أصل أمراض مثل سرطان الدم
يُعد فهم أصل وتنظيم الخلايا الجذعية للدم أمرًا أساسيًا لتسليط الضوء على الأمراض الدموية، بما في ذلك أنواع مختلفة من سرطان الدم (اللوكيميا).يرتبط العديد من هذه الأمراض بتغيرات في تكوين هذه الخلايا أو تمايزها أو وظائفها، لذا فإن فهم أسسها التطورية والجزيئية يمكن أن يفتح مسارات لم يتم استكشافها بالكامل بعد.
يقترح الفريق من جامعة مالقة أنه من خلال إعادة تعريف النماذج الحالية حول كيف يتم تنظيم الجهاز الدموي في الفقاريات؟سيُتيح هذا البحث تحديد أهداف وآليات جديدة تُسهم في تطور اضطرابات الدم. ورغم أنه بحث أساسي، إلا أن هذه المعلومات ستُفيد الطب الحيوي التجديدي وتصميم استراتيجيات علاجية جديدة على المدى المتوسط والطويل.
في حالة سرطان الدم تحديدًا، من المهم للغاية معرفة المرحلة التي تحدث فيها الأخطاء أثناء النمو والتي تؤدي إلى تكاثر غير طبيعي لخلايا الدم. ويمكن أن تساعد البيانات المستقاة من أجنة أسماك القرش في ذلك. الكشف عن المراحل الحرجة في توليد الخلايا الجذعية لفهم التغيرات الجينية أو التنظيمية التي قد تساهم في ظهور المرض.
أشار مدير مركز سي لايف بينالمادينا إلى أنه إذا أدى هذا التعاون إلى مسار بحثي جديد يسمح اقتراح تركيبات أكثر فعالية لعلاج أمراض الدمسيكون الجهد المشترك أكثر من مثمر. وتنسجم هذه الرؤية مع التوجه العام في أوروبا نحو تشجيع المشاريع التي تربط علم الأحياء التطوري بالطب الانتقالي.
تقنيات البيولوجيا الجزيئية لتتبع الدم
ولمعالجة هذه المشكلات، يستخدم المشروع تقنيات البيولوجيا الجزيئية والتطورية المتقدمةوتشمل هذه التحليلات تحليلات التعبير الجيني، والتي تسمح لنا بتحديد الجينات النشطة في أي وقت معين وفي أي أنسجة محددة من الجنين.
علاوة على ذلك، سوف تذهب إلى كابو توصيف الخلية بالتفصيل في مراحل مختلفة من التطور الجنيني. يتضمن ذلك دراسة أنواع الخلايا التي تظهر في الشريان الأورطي الظهري، وكيفية توزيعها، وكيف تتغير بمرور الوقت، وما هي الوظائف المحتملة التي قد تؤديها في تكوين الجهاز الدوري والدموي.
من خلال دمج هذه البيانات مع معلومات من الفقاريات الأخرى، يستطيع العلماء إجراء مقارنات دقيقة ووضع فرضيات حول تطور الهياكل المشاركة في إنتاج الدميُعد هذا النهج المقارن ضروريًا للتمييز بين السمات السلفية والسمات التطورية الجديدة.
إن النهج التكاملي للمشروع، الذي يجمع بين التطور الجنيني وعلم الوراثة والتطور، يسمح لنا بمعالجة أحد أهم الأسئلة في علم الأحياء الحديث: كيف تنشأ الهياكل والوظائف الجديدة عبر التطوروفي الوقت نفسه، يتوافق هذا المنظور مع أهداف الطب الحيوي التجديدي، الذي يسعى إلى الاستفادة من تلك المعرفة لإصلاح أو استبدال الأنسجة التالفة لدى البشر.
اتفاقية مدتها خمس سنوات مع مراعاة المستقبل
تم توقيع الاتفاقية بين جامعة مالقة وسي لايف بينالمادينا لـ الفترة الأولية لمدة خمس سنواتيمكن تمديد هذه الفترة الزمنية إذا لزم الأمر لإتمام البحث. وتُعدّ هذه الفترة الممتدة ضرورية لمراقبة نمو الجنين، وتحليل النتائج بتعمق، وصقل الفرضيات العملية.
خلال هذه الفترة، سيتم توليد بيانات ستكون ذات أهمية ليس فقط للمجتمع العلمي الإسباني، ولكن أيضًا لـ مجموعات بحثية من دول أوروبية أخرى الذين يعملون في مجالات ذات صلة، مثل أمراض الدم، وعلم الأحياء التطوري، أو الطب التجديدي. ويُعدّ التعاون الدولي شائعاً في هذا النوع من المشاريع، حيث يُسهم تبادل المعلومات في تسريع التوصل إلى استنتاجات راسخة.
بالنسبة لحوض الأسماك، فإن المشاركة في هذه الدراسة جزء لا يتجزأ من... برامج التوعية السنوية ودعم البحوثوبهذه الطريقة، يتم تقريب التطورات التي غالباً ما يُنظر إليها على أنها بعيدة إلى الجمهور، ويتم تقدير دور الأنواع البحرية بما يتجاوز أهميتها البيئية أو السياحية.
مع كل هذا، يوضح العمل المشترك بين UMA و Sea Life Benalmádena كيف يمكن أن تصبح أجنة أسماك القرش حلفاء غير متوقعين لفهم أسس الأمراض المعقدة مثل سرطان الدم، يهدف هذا المشروع، من خلال مزيج من البيولوجيا الجزيئية والتطور الجنيني ومنظور تطوري، إلى تغيير كيفية تصور أصل وتنظيم الجهاز الدموي.
