أظهرت دراسة أجراها باحثون في كلية طب وايل كورنيل أن فقرات العمود الفقري تنشأ من نوع فريد من الخلايا الجذعية التي تفرز بروتينًا يفضل ورم خبيث في الورم. يمهد هذا الإنجاز الطريق لاتجاهات بحثية جديدة في أمراض العمود الفقري، ويقدم نظرة ثاقبة حول سبب انتشار الأورام الصلبة في كثير من الأحيان إلى العمود الفقري، وقد يؤدي إلى علاجات جديدة لجراحة العظام والسرطان.
وفي الدراسة التي نشرت في مجلة Nature في 13 سبتمبر، وجد الباحثون أن الفقرات مشتقة من نوع من الخلايا الجذعية يختلف عن الخلايا الجذعية الأخرى لبناء العظام. وباستخدام "الكائنات الحية" الشبيهة بالعظام المصنوعة من الخلايا الجذعية الشوكية، وجدوا أن الميل المعروف للأورام للانتشار إلى العمود الفقري - بدلا من العظام الطويلة مثل عظام الساق - يرجع إلى حد كبير إلى بروتين يسمى MFGE8 الذي تفرزه هذه الخلايا الجذعية.
قال كبير مؤلفي الدراسة ماثيو جرينبلات، دكتوراه في الطب، وأستاذ مشارك في علم الأمراض والطب المخبري في مركز وايل كورنيل الطبي، وعضو في مركز ساندرا وإدوارد ماير للسرطان، واختصاصي علم الأمراض في مركز نيويورك-بريسبيتيريان/وايل كورنيل الطبي: "نعتقد أن العديد من أمراض العظام التي تؤثر بشكل تفضيلي على العمود الفقري ترجع إلى الخصائص الفريدة للخلايا الجذعية الفقرية".
في السنوات الأخيرة، اكتشف الدكتور غرينبلات وعلماء آخرون أن أنواعًا مختلفة من العظام تنشأ من أنواع مختلفة من الخلايا الجذعية العظمية. نظرًا لأن الفقرات تتطور على طول مسار مختلف في وقت مبكر من الحياة عن العظام الأخرى، مثل عظام الذراع والساق، ويبدو أن لها مسارًا تطوريًا فريدًا، فقد افترض الدكتور جرينبلات وفريقه أنه قد يكون هناك نوع فريد من الخلايا الجذعية الشوكية.
قام الباحثون أولاً بعزل الخلايا الجذعية الهيكلية المعروفة، والتي تولد كل العظام والغضاريف، من عظام مختلفة في فئران المختبر بناءً على علامات البروتين السطحية المعروفة للخلايا الجذعية الهيكلية. ثم قاموا بتحليل النشاط الجيني لهذه الخلايا لمعرفة ما إذا كان بإمكانهم العثور على أنماط فريدة من الخلايا المرتبطة بالعمود الفقري.
يتم زرع الخلايا الجذعية الجديدة التي تشكل العمود الفقري في كائن حي نموذجي ويُسمح لها بتكوين فقرات مصغرة (حمراء). تغزو الخلايا السرطانية لسرطان الثدي (الأخضر) العظام، مما يشير إلى أن هذه الخلية الجذعية الشوكية الجديدة هي المسؤولة عن تجنيد خلايا سرطان الثدي. المصدر: صن يونيو
أدى هذا العمل إلى نتيجتين مهمتين. الأول هو أن التعريف الجديد الشامل للخلايا الجذعية الهيكلية بناءً على العلامات السطحية أكثر دقة. ويستثني هذا التعريف الجديد مجموعة من الخلايا غير الجذعية المدرجة في تعريف الخلايا الجذعية القديم، مما يحجب بعض الأبحاث السابقة في هذا المجال.
النتيجة الثانية هي أن الخلايا الجذعية الهيكلية من عظام مختلفة لديها اختلافات منهجية في نشاط الجينات. من خلال هذا التحليل، حدد الفريق مجموعة فريدة من العلامات للخلايا الجذعية الشوكية وأكد الدور الوظيفي لهذه الخلايا في تكوين عظام العمود الفقري في مزيد من التجارب على الفئران وفي أنظمة زراعة خلايا الطبق التجريبية.
قام الباحثون بعد ذلك بفحص الجاذبية النسبية للعمود الفقري مقارنة بأنواع العظام الأخرى بالنسبة لانتشار الورم، بما في ذلك سرطان الثدي والبروستاتا والرئة. اقترحت النظرية التقليدية في الأربعينيات من القرن الماضي أن هذا "انتحاء العمود الفقري" كان مرتبطًا بأنماط تدفق الدم وأن العمود الفقري كان أكثر عرضة للإصابة بالأورام النقيلية من العظام الطويلة. ولكن عندما أعاد الباحثون إنتاج ظاهرة الانتحاء الشوكي في نماذج حيوانية، وجدوا دليلاً على أن تدفق الدم لم يكن هو السبب، بل في الواقع، وجدوا دليلاً يشير إلى الخلايا الجذعية الشوكية باعتبارها الجاني المحتمل.
قال الدكتور جون صن، المؤلف الأول للدراسة وباحث ما بعد الدكتوراه في مختبر جرينبلات: "لاحظنا أن موقع البذر الأولي للخلايا السرطانية النقيلية كان بشكل رئيسي في منطقة نخاع العظم، حيث توجد الخلايا الجذعية الشوكية وخلايا ذريتها".
ثم وجد الفريق أن إزالة الخلايا الجذعية الشوكية قضت على الفرق في معدلات النقائل بين عظام العمود الفقري والعظام الطويلة. في النهاية، توصلوا إلى أن الخلايا الجذعية الشوكية تفرز كمية أكبر من البروتين MFGE8 مقارنة بالخلايا الجذعية ذات العظام الطويلة، وكانت عاملاً رئيسيًا في انتحاء العمود الفقري. ولتأكيد أهمية هذه النتائج بالنسبة للبشر، تعاون الفريق مع الباحثين في مستشفى الجراحة الخاصة لتحديد النظير البشري للخلايا الجذعية الشوكية للفئران وتوصيف خصائصها.
يستكشف الباحثون حاليًا طرقًا لحجب MFGE8 لتقليل خطر الإصابة بالنقائل الشوكية لدى مرضى السرطان. وعلى نطاق أوسع، قال الدكتور جرينبلات إنهم يدرسون كيف تساهم الخصائص الفريدة للخلايا الجذعية الشوكية في الإصابة بأمراض العمود الفقري.
وقال الدكتور غرينبلات: "هناك تخصص فرعي في جراحة العظام يسمى جراحة عظام العمود الفقري، ونعتقد أن معظم الحالات في هذه الفئة السريرية مرتبطة بهذه الخلية الجذعية التي حددناها للتو".