Comparative Effects of 445- and 660-nm Low-Level Laser Irradiation on the Viability and Proliferation of Stem Cells Derived from Human Exfoliated Deciduous Teeth

يعتبر طب الأسنان التجديدي مجالاً في الطب يتطلع إلى استخدام اللبنات الأساسية للجسم نفسه لإصلاح الأضرار، بدلاً من الاعتماد كلياً على البدائل الاصطناعية أو عمليات الزرع. وفي قلب هذا النهج تكمن الخلايا الجذعية، وهي فريدة من نوعها لأنها تستطيع الانقسام لتصنع المزيد من نفسها ويمكنها التحول إلى أنواع مختلفة من الأنسجة، مثل العظام أو الأعصاب. ويأتي أحد المصادر الواعدة بشكل خاص لهذه الخلايا من أسنان الأطفال التي تسقط بشكل طبيعي؛ فعندما تسقط هذه الأسنان، فإنها تحتوي على خلايا جذعية يسهل جمعها وتمتلك قدرة قوية على النمو وإصلاح الأنسجة. ولمساعدة هذه الخلايا على النمو بشكل أسرع وأقوى في المختبر قبل استخدامها في المريض، غالباً ما يستخدم العلماء تقنية تسمى "التعديل الضوئي الحيوي" (photobiomodulation). يتضمن ذلك تسليط ضوء ليزر لطيف ومنخفض الطاقة على الخلايا؛ فالضوء ليس حاراً بما يكفي لحرق أي شيء، بل يعمل كإشارة توقظ مصانع الطاقة الداخلية للخلية، مما يشجعها على العمل بجهد أكبر والتضاعف. ومع ذلك، ليست كل الأضواء متشابهة؛ فتماماً كما أن ألوان الضوء المرئي المختلفة لها طاقات مختلفة، فإن ألوان الليزر المختلفة قد تحفز تفاعلات مختلفة في الخلايا.

لقد شرع فريق من الباحثين في البحث عن أفضل لون للضوء لمساعدة هذه الخلايا الجذعية المحددة المستخرجة من أسنان الأطفال على الازدهار. وقد ركزوا على لونين متميزين من ضوء الليزر: الضوء الأزرق بطول موجي قدره 445 نانومتر، والضوء الأحمر بطول موجي قدره 660 نانومتر. يُعد الليزر الأحمر لوناً تمت دراسته باستفاضة في الماضي، بينما يعد الليزر الأزرق خياراً أحدث يحظى باهتمام متزايد. أراد العلماء معرفة ما إذا كان هناك لون واحد أفضل بوضوح من الآخر في الحفاظ على حياة الخلايا ومساعدتها على التكاثر. قاموا بتنمية الخلايا الجذعية في بيئة مختبرية محكومة وقسموها إلى عدة مجموعات؛ حيث تعرضت بعض المجموعات لليزر الأزرق بمستويين مختلفين من الطاقة، بينما تعرضت مجموعات أخرى لليزر الأحمر بمستوييه الخاصين من الطاقة. كما تُركت بضع مجموعات في الظلام كخط أساس (مجموعة ضابطة) لمعرفة كيفية سلوك الخلايا دون أي معالجة ضوئية على الإطلاق. ثم فحص الباحثون الخلايا في وقتين محددين: بعد يوم واحد من المعالجة الضوئية، وبعد ثلاثة أيام.

عندما نظر العلماء إلى الخلايا بعد يوم واحد فقط من المعالجة، كانت النتائج مشجعة لكلا اللونين. فالخلايا التي تعرضت لليزر الأزود بمستوى طاقة معين، وكذلك تلك التي تعرضت لليزر الأحمر بمستوى طاقة منخفض، كانت أكثر حيوية وصحة من المجموعات التي لم تتلقَ أي ضوء. وقد أشار هذا إلى أن كلا اللونين يمكن أن يمنحا الخلايا دفعة قصيرة المدى. ومع ذلك، تغيرت القصة بشكل كبير عندما فحص الباحثون الخلايا مرة أخرى بعد ثلاثة أيام. بحلول ذلك الوقت، كانت الخلايا التي عولجت بالليزر الأحمر عند كلا مستويي الطاقة تعاني؛ فقد انخفضت حيويتها وتكاثرها بشكل ملحو برو مقارنة بالمجموعات التي لم تتلقَ أي ضوء على الإطلاق. وفي المقابل، ظلت الخلايا المعالجة بالليزر الأزرق صحية واستمرت في النمو بمعدل مشابه للمجموعات غير المعالجة، ولم تعانِ من التراجع الذي شهدته مجموعات الضوء الأحمر.

ولتأكيد هذه الأرقام، نظر الباحثون أيضاً إلى الخلايا تحت مجهر خاص يجعل نوى الخلايا تتوهج. وأظهرت الصور فرقاً واضحاً في مدى كثافة الخلايا؛ حيث كانت المجموعات المعالجة بالليزر الأزرق كثيفة بالخلايا الصحية، وتبدو مشابهة جداً لمجموعات التحكم غير المعالجة. أما المجموعات التي عولجت بالليزر الأحمر، فقد بدت أكثر فراغاً بكثير، مع وجود عدد أقل بكثير من الخلايا. وقد طابقت هذه الأدلة المرئية تعداد الخلايا الحية، مما أكد أن الضوء الأحمر كان له تأثير سلبي على المدى الطويل، بينما حافظ الضوء الأزرق على صحة الخلايا. وتشير الدراسة إلى أنه بينما قد يوفر الضوء الأحمر دفعة سريعة ومؤقتة عند مستويات طاقة منخفضة، إلا أنه قد يعيق نمو هذه الخلايا الجذعية المحددة في نهاية المطاف إذا لم تكن المعالجة مضبوطة بدقة. أما الضوء الأزرق، فقد أثبت أنه خيار أكثر استقراراً للحفاظ على حياة هذه الخلايا وتكاثرها خلال فترة الثلاثة أيام.

تسلط هذه النتائج الضوء على أن نجاح استخدام الضوء لمساعدة الخلايا الجذعية يعتمد بشدة على اللون المحدد للضوء وكمية الطاقة المقدمة. فالأمر ليس مجرد أن أي ضوء هو أفضل من عدم وجود ضوء؛ إذ إن اللون الخاطئ أو كمية الطاقة الخاطئة يمكن أن يبطئ حركة الخلايا بالفعل. وبالنسبة للأطباء والعلماء الذين يأملون في استخدام هذه الخلايا الجذعية لإعادة بناء عظام الفك، أو إصلاح أنسجة اللثة، أو حتى المساعدة في تلف الأعصاب، فإن اختيار إعدادات الليزر الصحيحة أمر بالغ الأهمية. تشير هذه الأبحاث إلى أن الليزر الأزرق قد يكون أداة متفوقة لهذا النوع المحدد من الخلايا، على الأقل في الظروف التي تم اختبارها. وقبل أن تصبح هذه الأساليب قابلة للاستخدام الروتيني في العيادات، هناك حاجة لمزيد من العمل لفهم كيفية تفاعل الضوء بالضبط مع الآليات الداخلية للخلية واختبار أنماط مختلفة من العلاج. ولكن في الوقت الحالي، تقدم الدراسة تحذيراً واضحاً من أن الليزر الأحمر، الذي غالباً ما كان الخيار الافتراضي في الماضي، قد لا يكون الأنسب لكل تطبيق، وأن الليزر الأزرق يستحق دراسة جادة كوسيلة لتعظيم إمكانات هذه الخلايا الشافية القوية.