Dead, frozen and revived: how xenotransplantation can contribute to species conservation

عندما يُصدم حيوان ضخم مثل اليغور (النمر الأمريكي) بمركبة، تكون المأساة فورية ونهائية بالنسبة للفرد، لكن الخسارة تمتد إلى ما هو أبعد من تلك الحياة الواحدة. ففي البرية، يحمل كل حيوان باقٍ على قيد الحياة مجموعة فريدة من التعليمات الجينية التي تساعد النوع بأكকে على التكيف والاستمرار. وعندما يموت اليغور، تتلاشى تلك المخططات الجينية المحددة ما لم يتحرك شخص ما بسرعة للحفاظ عليها. لقد عرف العلماء منذ زمن طويل أنه يمكنهم إنقاذ هذه المخططات عن طريق تجميد عينات الأنسجة، وهي عملية تسمى "الأرشفة الحيوية" (biobanking)، والتي تعمل كبوليصة تأمين للمستقبل. ومع ذلك، تواجه هذه الاستراتيجية واقعاً قاسياً: فبمجرد موت الحيوان، تبدأ خلاياه في التحلل بسرعة. وإذا مضى وقت طويل جداً قبل جمع الأنسجة، تصبح المادة الجينية تالفة للغاية بحيث لا يمكن استخدامها، مما يجعل محاولة الإنقاذ غير مجدلة. وهذه مشكلة حرجة لأنواع مثل اليغور، حيث تُعد حوادث الطرق سبباً رئيسياً للوفاة، وغالباً ما تقع في مناطق نائية حيث تصل المساعدة متأخرة جداً لإنقاذ الإرث الجيني.

لقد طور فريق من الباحثين في البرازيل طريقة جديدة للتغلب على هذا الحاجز الزمني، مما منح فعلياً فرصة ثانية للمادة الجينية التي كانت بالفعل على وشك الضياع للأبد. يركز عملهم على تقنية تسمى "زراعة الأعضاء بين الأنواع" (xenotransplantation)، والتي تتضمن أخذ أنسجة من نوع من الكائنات ووضعها داخل نوع آخر. في هذه الحالة المحددة، أخذ العلماء غضروف الأذن من حيوانات اليغور التي ماتت على الطرق السريعة، وجمدوا الأنسجة للحفاظ عليها، ثم زرعوا هذه القطع المجمدة في فئران تعاني من نقص المناعة. كان الهدف هو معرفة ما إذا كان جسم الفأر يمكن أن يعمل كحاضنة حية مؤقتة لإيقاظ خلايا اليغور الخاملة، وإصلاح الضرر الناجم عن الوقت الذي تلا الموت والسماح للخلايا بالنمو مرة أخرى.

بدأت الدراسة بثلاثة من حيوانات اليغور التي قُتلت نتيجة اصطدام مركبات على طريق سريع في منطقة "بانتانال" بالبرازيل. وبحلول الوقت الذي استعادت فيه الشرطة البيئية الحيوانات ونقلتها إلى المختبر، كان قد مضى على وفاتها أربع وعشرون ساعة على الأقل. أدرك الباحثون أنه في هذه الحالة، من المرجح أن يكون النسيج متحللاً للغاية. أخذوا قطعاً صغيرة من غضاريف آذان اليغور، وهو نسيج اختير لأنه صلب ويصمد لفترة أطول دون تدفق دم مقارنة بأجزاء أخرى من الجسم. تم تجميد هذه القطع باستخدام طريقة متخصصة تسمى "التزجيج السطحي الصلب" (solid-surface vitrification)، والتي تحول النسيج إلى حالة تشبه الزجاج دون تكوين بلورات جليدية ضارة.

بمجرد تجميد النسيج، قسمه الباحثون إلى مسارين. بعض القطع تم تدفئتها ووضعها في طبق لمعرفة ما إذا كانت ستنجو بمفردها. أما القطع الأخرى، فقد تم تدفئتها ثم زرعها جراحياً في الفئران. وُضع نصف هذه القطع تحت الجلد، والنصف الآخر داخل التجويف البطني. سُمح للفئران بالعيش مع قطع اليغور هذه لمدة أسبوع واحد. خلال هذا الوقت، وفرت أجسام الفئران تدفق الدم والمواد المغذية، محاولةً بذلك "إعادة تشغيل" خلايا اليغور. وبعد أسبوع، تم قتل الفئران بطريقة رحيمة، واستعاد الباحثون أنسجة اليغور لمعرفة ما حدث.

كانت النتائج مذهلة. فالأنسجة التي تم تدفئتها فقط في الطبق أظهرت علامات تحلل شديد، مع خلايا ميتة أو تحتضر وبنية متفككة. وفي المقابل، بدت الأنسجة التي قضت أسبوعاً داخل أجسام الفئران مختلفة تماماً؛ حيث لاحظ الباحثون أن أجسام الفئران نجحت في تنمية أوعية دموية جديدة داخل غضروف اليغور، وهي عملية تُعرف باسم "تكون الأوعية الجديدة" (neovascularization). بدا أن إمداد الدم الجديد هذا قد أعاد الحيوية للنسيج؛ إذ بدأت خلايا اليغور، التي كانت خاملة وتالفة، في التكاثر وإصلاح بنية الغضروف.

وعندما حاول العلماء زراعة هذه الخلايا في طبق مختبري، كان الفرق أكثر وضوحاً. فالخلايا من الأنسجة التي تم تدفئتها فقط فشلت في النمو تماماً، حيث ماتت ببساطة. ومع ذلك، كانت الخلايا المستردة من الفئران صحية ونشطة، وبدأت تتكاثر بسرعة، لتصل إلى الجيل الثالث من النمو في غضونة أيام قليلة، وهي سرعة تضاهي سرعة الخلايا المأخوذة من يغور حي. وأكد الباحثون أن هذه كانت بالفعل خلايا يغور وليست خلايا فئران، وأنها كانت حية وتعمل بشكل صحيح. كانت الخلايا المستردة من الفئران بنفس حيوة الخلايا المأخوذة من أنسجة طازجة، مما أثبت أن بيئة الفأر نجحت في إصلاح الضرر الناتج عن فترة الانتظار الطويلة بعد الموت.

كما قارنت الدراسة بين الموقعين اللذين زُرعت فيهما الأنسجة. نمت الخلايا بشكل جيد في كل من المساحة تحت الجلد وداخل البطن، لكن النسيج الموجود تحت الجلد أظهر تعافياً هيكلياً أفضل قلي بالنظر إلى أن خلايا الغضروف كانت أكثر تنظيماً، وكانت تظهر علامات أقل للتحلل مقارنة بالنسيج الموجود في التجويف البطني. يشير هذا إلى أنه بينما تنجح كلتا الطريقتين، فإن وضع النسيج تحت الجلد قد يكون الطريقة الأكثر فعالية لإحياء العينات المتضررة.

يقدم هذا النهج أداة قوية جديدة للحفاظ على الأنواع. وهذا يعني أنه حتى لو وُجد اليغور ميتاً بعد ساعات عديدة من الحادث، فلا يجب التخلص من مادته الجينية. فمن خلال استخدام الفأر كمضيف مؤقت، يمكن للعلماء استعادة الصحة البيولوجية للنسيج، مما يجعل من الممكن استخراج خلايا عالية الجودة للاستخدام المستقبلي. ويمكن استخدام هذه الخلايا في النهاية في تقنيات التكاثر المتقدمة للمساعدة في زيادة تعداد اليغور أو للحفاظ على التنوع الجيني للأنواع التي تقف على حافة الانقراض. وتثبت هذه الدراسة أن الموت ليس دائماً نهاية الطريق أمام الحفاظ على الجينات؛ فمع التدخل الصحيح، يمكن إعادة ضبط الساعة البيولوجية، وتحويل الخسارة المأساوية إلى مورد محتمل لبقاء النوع.