اكتشاف علمي مثير.. الجسم ميت والخلايا تواصل الحياة

عادة ما ينظر العلماء إلى الموت على أنه توقف لا رجعة فيه لعمل الكائن الحي بأكمله. ومع ذلك، فإن ممارسات مثل التبرع بالأعضاء توضح كيف تستمر الأعضاء والأنسجة والخلايا في العمل حتى بعد وفاة الكائن الحي.

وتثير هذه المرونة السؤال التالي: ما هي الآليات التي تمكن خلايا معينة من الاستمرار في العمل بعد موت الكائن الحي؟

في ورقة بحثية مشتركة كتبها: بيتر أ. نوبل، الأستاذ المشارك في علم الأحياء الدقيقة بجامعة واشنطن، وأليكس بوزيتكوف، كبير المسؤولين الفنيين في قسم المعلوماتية الحيوية في كلية الدراسات العليا للعلوم البيولوجية في إيريل ومانيلا، قام الباحثون بالتحقيق في ما بداخل الكائنات الحية بعد موتها.

وقال الباحثون: في مراجعتنا المنشورة مؤخرًا، نصف كيف أن خلايا معينة – عند تزويدها بالمواد المغذية أو الأكسجين أو الكهرباء الحيوية أو الإشارات الكيميائية الحيوية – لديها القدرة على التحول إلى كائنات متعددة الخلايا ذات وظائف جديدة بعد الموت.

الحياة والموت وظهور شيء جديد

أما الحالة الثالثة فتتحدى الطريقة التي يفهم بها العلماء عادة سلوك الخلية. في حين أن تحول اليرقات إلى فراشات أو تحول الشراغيف إلى ضفادع من التغيرات التنموية المعروفة، إلا أن هناك بعض الحالات التي تتغير فيها الكائنات الحية بطرق لم يتم تحديدها من قبل.

الأورام والعضيات وخطوط الخلايا التي يمكن أن تنقسم إلى ما لا نهاية في طبق بتري، مثل خلايا هيلا، لا تعتبر جزءًا من الحالة الثالثة لأنها لا تطور وظائف جديدة.

ومع ذلك، وجد الباحثون أن خلايا الجلد المأخوذة من أجنة الضفادع الميتة كانت قادرة على التكيف مع الظروف الجديدة لطبق بتري في المختبر وإعادة تنظيمها تلقائيًا في كائنات متعددة الخلايا تسمى xenobots.

أظهرت هذه الكائنات سلوكيات تتجاوز أدوارها البيولوجية الأصلية. على وجه التحديد، تستخدم الروبوتات أهدابها – وهي هياكل صغيرة تشبه الشعر – للتنقل والتحرك عبر بيئتها، بينما في جنين الضفدع الحي، تعمل الأهداب عادة على تحريك المخاط.

يمكن لـ Xenobots التحرك بشكل مستقل والشفاء والتفاعل مع بيئتهم.

الروبوتات الفضائية قادرة أيضًا على التكاثر الذاتي الحركي، مما يعني أنها تستطيع إعادة إنشاء هيكلها ووظيفتها جسديًا دون أن تنمو. وهذا يختلف عن العمليات الإنجابية الأكثر شيوعًا التي يحدث فيها النمو داخل جسم الكائن الحي أو عليه.

ووجد الباحثون أيضًا أن خلايا الرئة البشرية المعزولة يمكن أن تتجمع ذاتيًا في كائنات حية متعددة الخلايا مصغرة ومتحركة. تتصرف هذه الروبوتات وتتشكل بطرق جديدة. ليس فقط أنهم قادرون على التنقل في بيئتهم، ولكنهم قادرون أيضًا على إصلاح أنفسهم والخلايا العصبية المصابة القريبة.

تُظهر هذه النتائج مجتمعة المرونة المتأصلة في الأنظمة الخلوية وتتحدى فكرة أن الخلايا والكائنات الحية لا يمكن أن تتطور إلا بطرق محددة مسبقًا. تشير الحالة الثالثة إلى أن موت الكائن الحي يمكن أن يلعب دورًا مهمًا في كيفية تغير الحياة بمرور الوقت.

الظروف بعد الموت

هناك عدة عوامل تؤثر على قدرة بعض الخلايا والأنسجة على البقاء والقيام بوظائفها بعد وفاة الكائن الحي. وتشمل هذه العوامل الظروف البيئية والنشاط الأيضي وتقنيات الحفظ.

أنواع الخلايا المختلفة لها أوقات بقاء مختلفة. على سبيل المثال، عند البشر، تموت خلايا الدم البيضاء بعد 60 إلى 86 ساعة من موت الكائن الحي. في الفئران، يمكن لخلايا العضلات الهيكلية أن تنمو مرة أخرى بعد 14 يومًا من الوفاة، في حين يمكن زراعة الخلايا الليفية من الأغنام والماعز لمدة تصل إلى شهر تقريبًا بعد الوفاة.

يلعب النشاط الأيضي دورًا مهمًا في قدرة الخلايا على الاستمرار في البقاء على قيد الحياة وأداء وظائفها. الخلايا النشطة، التي تتطلب إمدادات مستمرة وكبيرة من الطاقة للحفاظ على وظيفتها، تكون أكثر صعوبة في الاستزراع من الخلايا ذات متطلبات الطاقة الأقل.

يمكن لتقنيات الحفظ مثل التجميد أن تجعل عينات الأنسجة مثل نخاع العظم تعمل بشكل مماثل لتلك المأخوذة من مصادر مانحة حية.

تلعب آليات البقاء المتأصلة أيضًا دورًا مهمًا في قدرة الخلايا والأنسجة على مواصلة الحياة. على سبيل المثال، بعد وفاة الكائن الحي، لاحظ الباحثون زيادة كبيرة في نشاط الجينات المرتبطة بالتوتر والجينات المرتبطة بالمناعة، وهو ما يعوض على الأرجح عن فقدان التوازن.

بالإضافة إلى ذلك، فإن عوامل مثل الصدمة والعدوى والوقت منذ الوفاة لها تأثير كبير على بقاء الأنسجة والخلايا.

تساهم عوامل مثل العمر والصحة والجنس والأنواع في تشكيل مشهد ما بعد الوفاة. مثال على ذلك هو التحدي المتمثل في زراعة وزرع خلايا الجزر النشطة أيضيًا والتي تنتج الأنسولين في البنكرياس من المتبرع إلى المتلقي.

ويعتقد الباحثون أن عمليات المناعة الذاتية وارتفاع تكاليف الطاقة وتدهور آليات الحماية يمكن أن تكون السبب وراء فشل العديد من عمليات زرع الخلايا.

ويظل من غير الواضح كيف يسمح تفاعل هذه المتغيرات لبعض الخلايا بمواصلة عملها بعد موت الكائن الحي. تشير إحدى الفرضيات إلى أن القنوات والمضخات المتخصصة المدمجة في الأغشية الخارجية للخلايا تعمل كدوائر كهربائية معقدة.

تنتج هذه القنوات والمضخات إشارات كهربائية تسمح للخلايا بالتواصل مع بعضها البعض، والقيام بوظائف معينة مثل النمو والحركة، وتشكيل بنية الكائن الحي التي تشكلها.

ومن غير المؤكد أيضًا إلى أي مدى يمكن لأنواع الخلايا المختلفة أن تخضع للتحول بعد الموت. وقد وجدت الأبحاث السابقة أن بعض الجينات المشاركة في الإجهاد والمناعة وتنظيم الجينات يتم تنشيطها بعد الوفاة في الفئران وسمك الزرد والبشر، مما يشير إلى إمكانية تحول واسعة النطاق عبر أنواع الخلايا المختلفة.

الآثار المترتبة على علم الأحياء والطب

الحالة الثالثة لا توفر فقط رؤى جديدة حول قدرة الخلايا على التكيف. كما أنه يوفر آفاقًا لطرق العلاج الجديدة.

على سبيل المثال، يمكن استخلاص الروبوتات من الأنسجة الحية للفرد لتوصيل الأدوية دون إثارة استجابة مناعية غير مرغوب فيها. يمكن لـ Xenobots التي يتم حقنها في الجسم أيضًا إذابة لويحات الشرايين لدى مرضى تصلب الشرايين وإزالة المخاط الزائد لدى مرضى التليف الكيسي.

الأهم من ذلك، أن هذه الكائنات متعددة الخلايا لها عمر محدود لأنها تتحلل بشكل طبيعي بعد 4 إلى 6 أسابيع. يمنع هذا “المفتاح القاتل” نمو الخلايا التي يحتمل أن تكون غازية.

المصدر: المحادثة