MicroRNA Profiling of Human Primary Trabecular Meshwork Cell, Trabecular Meshwork Progenitor Cell Spheres and Their Differentiated Cells
تحدد هذه الدراسة بصمة ميكرو آر إن إيه (microRNA) محددة تنظم هوية وتمايز الخلايا السلفية للشبكة التربيقية البشرية، مما يكشف كيف يعمل مسار إشارات عامل النمو المحول بيتا (TGF-β) على مقاومة هذا البرنامج، ويسلط الضل على أهداف محتملة من الحمض الريبي النووي المرسال (miRNA-mRNA) لتطوير علاجات الجلوكوما التي تهدف إلى الحفاظ على هذه الخلايا.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي لبحث مسبق لم يخضع لمراجعة الأقران. وهو ليس نصيحة طبية. لا تتخذ أي قرارات تتعلق بصحتك بناءً على هذا المحتوى. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
داخل العين، يوجد نسيج ضئيل ولكنه حيوي يسمى الشبكة التربيقية، والتي تعمل كمرشح لتصريف السوائل، مما يسمح بخروج السائل ويحافظ على الضغط عند مستوى آمن. وعندما تموت الخلايا التي تشكل هذا المرشح أو تتوقف عن العمل، يتراكم السائل، ويرتفع الضغط، ويمكن أن يتضرر العصب البصري، مما يؤدي إلى حالة تُعرف باسم الزرق (الجلوكوما) مفتوح الزاوية الأولي. هذا المرض هو السبب الرئيسي للعمى غير القابل للاسترداد في جميع أنحاء العالم. لسنوات، عرف العلماء أن العين تحتوي على احتياطي صغير من الخلايا غير الناضجة، أو الخلايا السلفية، التي يمكنها نظرياً استبدال خلايا المرشح المفقودة واستعادة الوظيفة. ومع ذلك، ظل السبب وراء فشل فرق الإصلاح الطبيعية هذه في إنقاذ العين في حالات الزرق لغزاً. فالسؤال ليس فقط ما إذا كانت هذه الخلايا موجودة، بل كيف يتم التحكم فيها، وما هي الإشارات التي تخبرها بالبقاء شابة، وما هي القوى التي قد تدفعها للتغير أو التوقف عن العمل عندما تكون العين تحت وطأة الإجهاد.
ولحل هذا اللغز، وجه الباحثون في جامعة ليفربول وجامعة ألستر اهتمامهم إلى نوع محدد من التعليمات الجينية المعروف باسم "microRNA". وهي جزيئات صغيرة لا تبني البروتينات بنفسها، بل تعمل بدلاً من ذلك كمفاتيح، حيث تقوم بتشغيل جينات أخرى أو إيقاف تشغيلها للتحكم في سلوك الخلية. أراد الفريق رسم خريطة لمجموعة فريدة من هذه المفاتيح التي تحدد هوية خلايا الإصلاح في العين مقارنة بخلايا الترشيح الناضجة والفعالة. قاموا بجمع أنسجة من عيون ثلاثة متبرعين بشريين، تراوحت أعمارهم بين 21 و85 عاماً. ومن هذه الأنسجة، قاموا بعزل خلايا التصريف الناضجة، كما استخرجوا الخلايا السلفية غير الناضجة، وزرعوها لتصبح مجموعات صغيرة عائمة تشبه الحالة الطبيعية لهذه الخلايا. ثم سمحوا لبعض هذه المجموعات بالنضج لتصبح خلايا متمايزة، مما أوجد ثلاث مجموعات متميزة للمقارنة: الخلايا الناضجة الأصلية، والمجموعات السلفية غير الناضجة، والخلايا الناضجة حديثاً.
باستخدام تقنية تسلسل متطورة، قرأ الباحثون التعليمات الجينية الموجودة في كل مجموعة لمعرفة أي مفاتيح الـ microRNA كانت نشطة. ووجدوا أن المجموعات السلفية غير الناضجة تمتلك بصمة جينية متميزة للغاية، تختلف تماماً عن الخلايا الناضجة. تضمنت هذه البصمة ثمانية عشر نوعاً محدداً من الـ microRNA كانت نشطة أو غير نشطة باستمرار عبر مختلف المتبرعين. وعندما نظر الفريق في العمليات البيولوجية التي تتحكم فيها هذه المفاتيح الثمانية عشر، ظهرت صورة واضحة؛ فقد كانت منخرطة بشدة في إبقاء الخلايا في حالة مرنة تشبه الخلايا الجذعية، وإدارة مواد البناء المحيطة بالخلية، والاستجابة لإشارة كيميائية محددة تسمى "TGF-beta". هذا الكيميائي معروف بارتفاع مستواه في عيون المصابين بالزرق، وهو محرك رئيسي للمرض.
قام الباحثون بعد ذلك بمقارنة نتائجهم مع بيانات سابقة حول كيفية تفاعل خلايا التصريف في العين عند تعرضها لمستويات عالية من هذا الكيميائي (TGF-beta). واكتشفوا تعارضاً صارخاً؛ حيث إن ثمانية من أنواع الـ microRNA التي كانت نشطة في خلايا الإصلاح غير الناضجة والصحية تغيرت في الاتجاه المعاكس عندما تعرضت الخلايا الناضجة للكيميائي المسبب للمرض. فعلى سبيل المثال، تم تثبيط نوع من الـ microRNA الذي كان يساعد في الحفاظ على إمكانات خلايا الإصلاح عند وجود الكيميائي، بينما ارتفعت أنواع أخرى كانت عادةً تبقي الخلايا تحت السيطرة. يشير هذا إلى أن الإشارة الكيميائية نفسها التي ترتفع في حالات الزرق تعمل بنشاط ضد آلية الإصلاح الطبيعية للعين، مما يؤدي فعلياً إلى إسكات التعليمات التي تسمح للخلايا السلفية باستبدال الأنسجة المفقودة.
ولضمان أن هذه النتائج لم تكن مجرد صدفة ناتجة عن طريقة اختبار واحدة، كرر الفريق القياسات باستخدام تقنية أخرى عالية الدقة تسمى "NanoString"، والتي تقوم بعد الجزيئات مباشرة دون تضخيم. وقد طابقت النتائج بعضها البعض تماماً، مما أكد أن الـ 18 نوعاً من الـ microRNA تشكل بصمة موثوقة لخلايا الإصلاح في العين. كما رسم الفريق خريطة للجينات التي من المرجح أن تتحكم فيها هذه الـ microRNAs، ووجدوا أن هذه المفاتيح تستهدف جينات رئيسية تشارك في انقسام الخلايا واستقبال الإشارات الكيميائية، بما في ذلك الجينات التي تساعد الخلية على تحديد ما إذا كانت ستبقى شابة أم ستتخصص. وكان أحد أهم الأهداف هو جين يساعد الخلية على استقبال إشارة "TGF-beta"؛ حيث تم خفض هذا الجين في خلايا الإصلاح، مما يشير إلى أن هذه الخلايا مضبوطة طبيعياً لتكون أقل حساسية لإشارات الإجهاد التي تسبب الزرق.
لا يدعي البحث أنه قد عالج الزرق أو أثبت إمكانية إحياء هذه الخلايا بسهولة لدى المريض. بدلاً من ذلك، فإنه يقدم خريطة جزيئية دقيقة لكيفية تنظيم خلايا الإصلاح في العين حالياً وكيف يتم تعطيل هذا التنظيم بسبب بيئة المرض. ويشير المؤلفون إلى أن هذا الفهم التفصيلي للمفاتيح الجينية يوفر مجموعة جديدة من الأهداف المحتملة للعلاجات المستقبلية. ومن خلال تطوير أدوية يمكنها محاكاة أو حظر هذه الـ microRNAs المحددة، قد يكون من الممكن يوماً ما حماية خلايا الإصلة المقيمة في العين من الآثار الضارة للضغط العالي والإجهاد الكيميائي، أو حثها على استبدال خلايا المرشح المفقودة. وفي الوقت الحالي، يقف هذا العمل كتعريف واضح للهوية الجينية لهذه الخلايا المراوغة، وتوضيح لكيفية معارضة بيئة المرض لمحاولات الجسم الخاصة للإصلاح.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.