للأجيال السمندل لقد أثار فضول العلم بسبب قدرته غير العادية على تجديد الأطراف بأكملها بعد إصابة. هذا الحيوان، المتوطن في المكسيك، ذو المظهر شبه الأسطوري، هو موضوع بعضٍ من أكثر الاكتشافات ابتكارًا في علم الأحياء التجديدي. يُثير الانبهار بقدرته على استعادة الأذرع والأيدي، أو حتى أعضاء مثل القلب والحبل الشوكي، وقد تم تعزيز البحث لسنوات والتي بدأت الآن في تقديم تفسيرات ملموسة.
وقد كشفت العديد من الدراسات المنشورة في المجلات العلمية، وبقدر كبير من التفصيل، كيف يعرف سمندل الماء بالضبط أي جزء من الجسم يجب إعادة بنائهوتستند هذه النتائج إلى تجارب أجريت على عينات معدلة وراثيا، إنهم يفتحون الباب لفهم أسرار الطبيعة بشكل أفضل وتصميم علاجات مستقبلية يمكن أن تغيير الطب البشري إلى الأبد.
السر الجزيئي: حمض الريتينويك والإنزيمات والجينات المعنية
مفتاح العملية هو في جزيء صغير يسمى حمض الريتينويكمشتق من فيتامين أ، ويوجد في كلٍّ من سمندل الماء والبشر. تُستخدم هذه المادة على نطاق واسع في علاجات البشرة وحب الشباب. يعمل كنوع من نظام الملاحة للخلايا في منطقة الجرح، مُشيرًا بدقة مليمترية إلى الأنسجة التي يجب تكوينها. اكتشف العلماء أن كمية حمض الريتينويك إنه ما "يخبر" ما إذا كان الوقت قد حان لتجديد إصبع، أو يد، أو ذراع بأكملها.
الآلية أكثر تطوراً، حيث لا يقتصر الأمر على حمض الريتينويك فقط. إنزيم يسمى CYP26B1، المسؤولة عن تحلل هذا المركب، ينظم تركيزه على طول الطرف. بالقرب من الجسم، مستويات حمض الريتينويك أعلى، وفي المناطق النائية، مثل الأصابع، أنها تتضاءلعندما يتم تثبيط هذا الإنزيم بشكل مصطنع، يمكن للسمندل المائي تطوير أطراف غير متناسبة، حتى تكرار أجزاء الجسم التي لم تكن هناك حاجة لإعادة بنائها.
إلى جانب هذه العناصر، حدد الباحثون جين محدد يسمى SHOX، وهو موجود أيضًا في البشر وينظم نمو العظام الطويلة أثناء التجديد. تغيير وظيفة SHOX يمكن أن تنتج الأطراف قصير بشكل غير طبيعي، مما يدل على أن هذا "التبديل الجيني" أساسي في سمندل الماء وفي نوعنا.
كيف تتمكن خلايا الأكسولوتل من تحقيق هذا الإنجاز؟
عندما يعاني السمندلي من فقدان أحد أطرافه، يتشكل جرح في موقع الإصابة. بنية خلوية تسمى البلاستيماهذه المجموعة من الخلايا، تشبه الخلايا الجنينية، يحتوي على القدرة على التحول إلى أي نوع من الأنسجة: العظام، العضلات، الجلد، أو الأعصاب. والأمر الأكثر إثارة للدهشة هو أنه بفضل "تدرج" حمض الريتينويك، يمكن لهذه الخلايا أن "تتذكر" الموضع الدقيق للبتر ولا يجدد إلا ما ينقص.
لفهم هذه العملية، عمل العلماء مع سمندل أكسولوتل معدل وراثيًا يتوهج بشكل فلوري عندما تستجيب خلاياها لحمض الريتينويك. وهذا يؤكد أن الجزيء يوجه خلايا البلاستيما وأن إنزيم CYP26B1 ويضمن أن تتوقف العملية عند اكتمال العضو.
ومن الغريب أنه على الرغم من أن الثدييات والبشر لديهم نفس الجينات والجزيئات، يستجيب جسمنا للإصابات الكبرى بتكوين ندوب بدلاً من أعضاء جديدة. ويكمن هذا التباين، وفقًا للخبراء، في طريقة تفسير خلايانا للإشارات الكيميائية بعد الإصابة.
التأثيرات على الطب البشري: هل اقتربنا من تجديد الأطراف؟
إن التوازي بين السمندل المائي والبشر يغذي الأمل في أنه إذا تمكنا من إعادة تنشيط هذه الآليات، قد نتمكن يومًا ما من تجديد الأذرع أو الأرجل المفقودةيظهر بعض الأطفال الرضع بالفعل القدرة على استعادة أطراف الأصابع بعد الإصابة، مما يشير إلى أن إمكانية التجديد موجود حتى لو كان نائم في مرحلة البلوغ.
في الوقت الحالي، يركز البحث على اكتشاف كيفية تنشيط تلك الذاكرة الجينية y إعادة برمجة الخلايا البشرية لإيقاف التندب والسماح بالتجديد الكامل. تقنيات مثل تحرير الجينات بتقنية كريسبر وتشكل العلاجات الخلوية المتقدمة الرهانات الرئيسية لتطوير الطب التجديدي.
لا تفتح هذه الاكتشافات في السمندل المائي الباب أمام إمكانية علاج الإصابات الخطيرة أو الأمراض التنكسية لدى البشر فحسب، بل إنها تفتح أيضًا الباب أمام المساعدة في فهم الشفرة البيولوجية المشتركة بشكل أفضلإذا تمكن العلم من كشف أسرار التجدد في هذه الحيوانات، فإن إمكانية استعادة أحد الأطراف المفقودة قد تصبح أقرب من أي وقت مضى.
