A study of primary culture and stem cell identification staining of human dermal papilla cells

في أعماق الجلد، حيث تتجذر بصيلات الشعر، تكمن مجموعة صغيرة من الخلايا تُعرف باسم الحليمة الأدمية (dermal papilla). تعمل هذه الخلايا كمركز قيادة لنمو الشعر، حيث ترسل إشارات تخبر البصيلة متى تبدأ في إنتاج خصلة جديدة ومتى تتوقف عن النمو. وبعيدًا عن مجرد إدارة دورة نمو الشعر، تمتلك هذه الخلايا صفة خاصة: فهي تتصرف مثل الخلايا الجذعية، وهي المواد الخام في الجسم القادرة على التحول إلى أنواع مختلفة من الأنسجة. وبسبب هذه القدرة الفريدة، كان العلماء يتوقون منذ فترة طويلة لزراعتها في بيئة مختبرية. فإذا تمكن الباحثون من عزل هذه الخلايا وتكثيرها بنجاح، فقد يفتحون آفاقًا جديدة لعلاج تساقط الشعر أو إصلاح الجلد التالف. ومع ذلك، فإن استخراج هذه الخلايا من الجلد دون إتلافها كان تقليديًا عملية بطيئة وصعبة، وغالبًا ما تتطلب قطعًا يدويًا دقيقًا ينطوي على مخاطر التلوث ولا ينتج سوى عدد ضئيل جدًا من الخلايا.

لقد وضع فريق من الباحثين في الصين هدفًا لتحسين هذه العملية. فقد طوروا طريقة جديدة لاستخراج خلايا الحليمة الأدمية من أنسجة فروة الرأس البشرية، ثم راقبوا عن كثب كيف تتصرف الخلايا بمجرد نموها في طبق مخبري. بدأ الفريق بقطع صغيرة من الجلد تحتوي على بصيلات الشعر، والتي حصلوا عليها من ستة متبرعين مختلفين بعد الحصول على إذنهم. وبدلاً من محاولة قطع هذه الخلايا الصغيرة يدويًا، استخدموا إنزيمًا محددًا، وهو نوع من البروتينات التي تعمل كمذيب بيولوجي، لتفكيك الأنسجة بلطف. وضعوا قطع الجلد في محلول يحتوي على هذا الإنزيم لمدة ساعتين، مما سمح للأنسجة بالتلين. ولضمان انفصال بصيلات الشعر تمامًا عن الدهون والجلد المحيط بها، قاموا بهز الخليط بلطف لمدة خمس دقائق. كانت هذه الخطوة حاسمة؛ فقد ساعدت في تحرير الحليمات الأدمية من بقية الأنسجة دون إلحاق الضرر بها.

بمجرد أن أصبحت الأنسجة رخوة، استخدم الباحثون آلة لتدوير الخليط بسرعة عالية، مما تسبب في استقرار بصيلات الشعر والحليمات الأكثر ثقلاً في قاع الأنبوب بينما طفت الدهون والفضلات الأخف وزنًا بعيدًا. كرروا عملية الغسل والتدوير هذه لتنظيف العينة بدقة. وتحت المجهر، استطاع الباحثون رؤية الحليمات الأدمية كبنى صغيرة تشبه شكل الكمثرى أو الشكل البيضاوي. قاموا باختيارها بعناية باستخدام ملقط دقيق ووضعوها في طبق زراعة. ولمساعدة الخلايا على النمو، أضافوا سائلًا غنيًا بالعناصر الغذائية يحتوي على عوامل نمو محددة، بما في ذلك المواد التي تشجع الخلايا على الانقسام والحفاظ على شبابها. ثم راقبوا الطبق لمدة سبعة وعشرين يومًا، وهم يراقبون كيفية حركة الخلايا وتكاثرها.

أظهرت النتائج أن الطريقة الجديدة نجحت بشكل جيد. ففي غضون أيام قلي القليلة من وضع الحليمات في الطبق، بدأت الخلايا في الهجرة نحو الخارج من الكتلة المركزية. نمت هذه الخلايا في نمط شعاعي، منتشرة مثل أسلاك العجلة. كانت الخلايا القريبة من الحليمة الأصلية صغيرة ومتراصة بإحكام، بينما تمددت تلك البعيدة لتتخذ أشكالًا مغزلية طويلة. وعلى مدار الشهر، تحولت الكتلة المركزية من شكل ثلاثي الأبعاد إلى طبقة ثنائية الأبعاد، ومع ذلك ظلت الحليمة الأصلية مرئية ومتميزة حتى اليوم السابع والعشرين. وقد أشار هذا النمو المستمر إلى أن الخلايا كانت صحية ونشطة.

وللتأكد من أن هذه الخلايا النامية هي بالفعل الخلايا الجذعية التي كانوا يأملون في العثور عليها، استخدم الباحثون تقنيات صبغ مختلفة، وهي تشبه أقلام التحديد الكيميائية التي تجعل ميزات خلوية معينة تتوهج أو يتغير لونها. بحثوا أولاً عن إنزيم الفوسفاتاز القلوي (alkaline phosphatase)، وهو إنزيم يوجد غالبًا في الخلايا الجذعية النشطة. وجدوا أن الخلايا المتوهجة بهذا المؤشر كانت متجمعة بإحكام حول المركز حيث تقع الحليمة، مع ظهور عدد قليل جدًا منها عند الحواف. كما استخدموا طريقة ثانية، وهي صبغة فلورية خاصة تستهدف الخلايا الجذعية الحية، ورأوا نمطًا مشابهًا: كانت الخلايا المتوهجة مركزة في المنتصف، مع وجود عدد قليل فقط منتشر بالقرب من المحيط. هذا الاتساق بين الاختبارين المختلفين أعطى الباحثين دليلًا قويًا على أن الخلايا الجذعية موجودة وتزدهر في مركز المزرعة.

تحقق الفريق أيضًا من مؤشرين آخرين مهمين. أحدهما بروتين يسمى Sox2، وهو ضروري للحفاظ على الخلايا الجذعية في حالتها الخام غير المتمايزة. وعندما بحثوا عن هذا البروتين، رأوه يتوهج داخل نوى الخلايا، مما أكد أن الخلايا احتفظت بخصائصها الشبيهة بالخلايا الجذعية. أما المؤشر الأخير الذي اختبروه فهو "فيرسيكان" (versican)، وهو بروتين هيكلي يشارك في نمو الشعر. ومن المثير للاهتمام، وُجدت الخلايا المتوهجة لـ "فيرسيكان" في الأطراف الخارجية للكتلة النامية، وليس في المركز. يشير هذا إلى أنه بينما احتوى قلب المزرعة على أكثر الخلايا الجذعية قوة، فإن الخلايا الموجودة في الخارج كانت تنضج وتتخذ أدوارًا مختلفة مع انتشارها.

تخلص الدراسة إلى أن تقنية العزل المحسنة هذه هي وسيلة فعالة للحصول على عدد كبير من خلايا الحليمة الأدمية الصحية التي تحتفظ بقدرات الخلايا الجذعية. ومن خلال الجمع بين الهضم الإنزيمي اللطيف وخطوة الهز المحددة، تمكن الباحثون من فصل هذه الخلايا بكفاءة أكبر من ذي قبل. إن حقيقة أن هذه الخلايا نمت جيدًا وأظهرت علامات متعددة لكونها خلايا جذعية تؤكد أن الحليمة الأدمية هي بالفعل مصدر غني لهذه الخلايا القوية. يوفر هذا الاكتشاف أساسًا متينًا للعمل المستقبلي، مما يقدم طريقة موثوقة لجمع الخلايا اللازمة لدراسة كيفية نمو الشعر، ومن المحتمل تطوير علاجات جديدة لحالات الجلد والشعر.