العلاج بالإكسوسوم هو أحد العلاجات الجديدة الواعدة في المستقبل، لكنه لا يزال حاليًا في مرحلة البحث.
ولن يُقدَّم العلاج كرعاية طبية مشمولة بالتأمين الصحي إلا بعد التأكد من فعاليته من خلال البحث الأساسي والبحث السريري.
هذه المرة، يتناول هذا البحث، باستخدام نموذج حيواني، التحقق من التأثير العلاجي للإكسوسوم على إصابة الحبل الشوكي، وهو الخطوة الأولى. والإكسوسوم مشتق من الخلايا الجذعية الوسيطة (MSC) لنخاع العظم، وهي الخلايا الأكثر استخدامًا في أبحاث العلاج بالخلايا الجذعية.
فلنبدأ على الفور في الاطلاع عليه.
البحث الذي نقدمه هذه المرة
Nakazaki, M., et al., 2021. Small extracellular vesicles released by infused mesenchymal stromal cells target M2 macrophages and promote TGF-beta upregulation, microvascular stabilization and functional recovery in a rodent model of severe spinal cord injury. J Extracell Vesicles. 10, e12137.
فيديو توضيحي؛
باختصار
- الإكسوسوم المشتق من الخلايا الجذعية الوسيطة (MSC) لنخاع العظم (MSC-sEVs) له تأثير علاجي على إصابة الحبل الشوكي يعادل تأثير العلاج بخلايا MSC.
- يُنقل الحقن الوريدي لـ MSC-sEVs إلى موقع الإصابة، ومن خلال ارتباطه بخلايا البلعم الكبيرة M2، يحسّن التعافي الوظيفي في نموذج إصابة الحبل الشوكي.
- للحصول على تأثير علاجي مشابه لحقنة واحدة من خلايا MSC، يجب إعطاء MSC-sEVs بجرعات مقسّمة على مدى ثلاثة أيام. وذلك لأنه عند إعطاء الإكسوسوم بجرعة واحدة، يُطرَح معظم الإكسوسوم دون أن تلتقطه المنطقة المصابة.
- في خلايا MSC، يُطلَق الإكسوسوم مع مرور الوقت، مما يثير سلسلة من الاستجابات الخلوية التي تؤدي إلى تحسّن التعافي الوظيفي. وقد تبيّن أن إعطاء الإكسوسوم بجرعات مقسّمة يحفّز استجابة مماثلة.
شرح المصطلحات
الخلايا الجذعية الوسيطة لنخاع العظم
الخلايا الجذعية الوسيطة لنخاع العظم (Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells) هي نوع من الخلايا المتخصصة الموجودة داخل نخاع العظم. هذه الخلايا متعددة الوظائف ولديها القدرة على التمايز إلى أنواع مختلفة من الخلايا، مثل العظم والغضروف والعضلات والدهون والنسيج الضام.
الدور الرئيسي للخلايا الجذعية الوسيطة لنخاع العظم هو توليد الخلايا اللازمة لتعويض الفاقد عند حدوث إصابة أو شيخوخة في الجسم. كما تمتلك وظائف تعديل المناعة وتأثيرات مضادة للالتهاب، حيث تؤدي دورًا في كبح الالتهاب في الجسم والحفاظ على توازن الجهاز المناعي.
في السنوات الأخيرة، حظيت الخلايا الجذعية الوسيطة لنخاع العظم باهتمام كبير في مجال الطب التجديدي، والبحث جارٍ بشأنها. ويُتوقع مستقبلًا أن تكون مفيدة في علاج أمراض وإصابات متنوعة.
الإكسوسوم (exosomes)
الإكسوسوم (exosomes) هو حويصلات خارج الخلوية (EV) ذات حجم صغير جدًا تفرزها الخلايا (نحو 30-150 نانومتر)، وتؤدي دورًا مهمًا في التواصل بين الخلايا. يتولّد الإكسوسوم من نظام الأغشية الداخلية داخل الخلية ويُطلَق إلى خارج الخلية.
يحتوي داخل الإكسوسوم على مجموعة متنوعة من الجزيئات البيولوجية، بما في ذلك البروتينات والبروتينات الدهنية والدهون والسكريات والأحماض النووية (DNA وRNA). تؤدي هذه الجزيئات دور “الرسول” الذي يتشارك من خلاله الإكسوسوم المعلومات مع الخلايا الأخرى. وعندما تلتقط الخلية المستهدفة الإكسوسوم، قد تتغير وظيفة الخلية المستقبِلة أو مصيرها.
يشارك الإكسوسوم في عمليات بيولوجية متنوعة مثل تعديل المناعة وتكاثر الخلايا وموت الخلايا والالتهاب. كما اتضح في السنوات الأخيرة أن الإكسوسوم يشارك في تكاثر الخلايا السرطانية وانتقالها، وبذلك بات محط اهتمام في مجال أبحاث السرطان.
يحمل الإكسوسوم أيضًا إمكانات كأداة للطب التجديدي والتشخيص. وتجري أبحاث حول العلاجات التي تستخدم الإكسوسوم، وحول استخدام الجزيئات البيولوجية الموجودة في الإكسوسوم كعلامات تشخيصية.
خلايا البلعم الكبيرة M2
خلايا البلعم الكبيرة M2 (M2 macrophages) هي نوع من كريات الدم البيضاء التي تشكل جزءًا من الجهاز المناعي، وهي من بين خلايا البلعم الكبيرة نوع من الخلايا يتميز بوظائف إصلاح الأنسجة ومضادة للالتهاب. وتُعرف خلايا البلعم الكبيرة أيضًا باسم “الخلايا البلعمية” التي تزيل من الجسم مسببات الأمراض مثل البكتيريا والفيروسات عن طريق ابتلاعها.
تُصنَّف خلايا البلعم الكبيرة بشكل أساسي بحسب وظيفتها إلى خلايا البلعم الكبيرة M1 وخلايا البلعم الكبيرة M2. تعزّز خلايا البلعم الكبيرة M1 الاستجابات الالتهابية وتعمل على إزالة مسببات الأمراض والخلايا السرطانية، بينما تكبح خلايا البلعم الكبيرة M2 الاستجابات الالتهابية وتعزّز إصلاح الأنسجة وإعادة تشكيلها.
تؤدي خلايا البلعم الكبيرة M2 أدوارًا مهمة في أمراض وحالات متنوعة. فعلى سبيل المثال، في أمراض مثل الالتهاب المزمن وأمراض المناعة الذاتية والحساسية والعدوى والسرطان، يمكنها تخفيف الأعراض وتعزيز إصلاح الأنسجة من خلال كبح الالتهاب. غير أنه في بعض الأمراض، قد يؤدي التنشيط المفرط لخلايا البلعم الكبيرة M2 إلى تعزيز تقدم المرض أيضًا.
في السنوات الأخيرة، يتقدّم تطوير علاجات تستهدف خلايا البلعم الكبيرة M2. فعلى سبيل المثال، في علاج السرطان، يُؤمَل إبطاء تقدم المرض عبر كبح دور خلايا البلعم الكبيرة M2 في مساعدة الخلايا السرطانية على التكاثر والانتقال. كما يجري النظر في علاجات تستفيد من التأثير المضاد للالتهاب لخلايا البلعم الكبيرة M2 في الأمراض الالتهابية المزمنة وأمراض المناعة الذاتية.
ما النتائج التي تم الحصول عليها؟
أشارت نتائج هذا البحث إلى أن الإكسوسوم (MSC-sEVs) الذي يُطلَق مع مرور الوقت من الخلايا الجذعية الوسيطة/الخلايا اللحمية (MSC) يحفّز سلسلة من الاستجابات الخلوية التي تؤدي إلى تحسّن التعافي الوظيفي في نموذج تجريبي لإصابة الحبل الشوكي (SCI). وقد التقطت خلايا البلعم الكبيرة M2 هذا الإكسوسوم، فازداد تعبير عامل النمو المحوّل بيتا (TGF-β)، تلاه تنظيم تصاعدي لمستقبلات TGF-β والعديد من البروتينات المتعلقة بوظيفة الأوعية الدقيقة المحيطة بإصابة الحبل الشوكي، مما أدى في النهاية إلى استقرار وظيفي للأوعية الدقيقة في الحبل الشوكي. وللحصول على تأثير علاجي مشابه لحقنة واحدة من MSC، تعيّن إعطاء MSC-sEV بجرعات مقسّمة على مدى ثلاثة أيام. وقد حاكى الحقن الوريدي للإكسوسوم-MSC المقسّم تأثيرات الجرعة الواحدة من خلايا MSC على معايير متعددة، بما في ذلك زيادة تعبير علامات خلايا البلعم الكبيرة M2، والتنظيم التصاعدي لـ TGF-β ومستقبلات TGF-β والبروتينات المتعلقة بوظيفة الأوعية الدقيقة، وانخفاض نفاذية الأوعية الدقيقة في الحبل الشوكي.
مرجع؛ يُعتقد أن تلف الأوعية الدقيقة المحيطة بإصابة الحبل الشوكي (الحاجز الدموي-النخاعي) مرتبط بالإصابة الثانوية في إصابة الحبل الشوكي.
المثلثات الحمراء المقلوبة هي مجموعة الإكسوسوم بجرعات مقسّمة. والدوائر الزرقاء هي مجموعة إعطاء خلايا MSC، والمثلثات الخضراء هي مجموعة الإكسوسوم بجرعة واحدة، والمربعات الرمادية هي الجرذان التي لم تتلقَّ أي علاج. وعند إعطاء الكمية نفسها من الإكسوسوم، كان التأثير العلاجي أعلى عند إعطائه مقسّمًا على ثلاثة أيام منه عند إعطائه بجرعة واحدة. وقد حقق إعطاء الإكسوسوم بجرعات مقسّمة التأثير نفسه الذي يحققه العلاج بالخلايا. ولأن العلاج بالإكسوسوم يتمتع بأمان أعلى وقابلية تطوير أكبر من العلاج بالخلايا، فإن الآمال معقودة على تطويره مستقبلًا.
ما حدود (Limitation) هذه الدراسة؟
أُجريت هذه الدراسة على الجرذان، وليس من الواضح ما إذا كان يمكن تطبيق نتائجها على البشر. كما أن الآلية الكامنة وراء التأثير العلاجي للإكسوسوم-MSC لم تُوضَّح بالكامل، وهناك حاجة إلى مزيد من البحث. وتحديدًا، يلزم تحديد الجرعة والتوقيت الأمثلين لإعطاء الإكسوسوم-MSC. كما يلزم تقييم التأثيرات طويلة الأمد والآثار الجانبية المحتملة للعلاج بالإكسوسوم-MSC على التعافي من SCI. ولم تبحث هذه الدراسة في تأثيرات الإكسوسوم-MSC على أنواع الخلايا الأخرى المشاركة في إصابة الحبل الشوكي، مثل الخلايا قليلة التغصن والخلايا العصبية.
ما مستقبل هذه الدراسة؟
هناك حاجة إلى تحسينات في جرعة الإكسوسوم-MSC وطريقة إعطائه. وعلى الأرجح ستكون هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتحديد ما إذا كان إطالة فترة العلاج عبر حقن إضافية أو التوصيل بمضخة تناضحية يمكن أن يعزّز التعافي أكثر. كما ستكون هناك حاجة إلى مزيد من دراسات in vitro و in vivo لفهم كيفية تأثير إكسوسوم MSC على وظيفة خلايا البلعم الكبيرة.
الانطباع
للعلاج بخلايا MSC تاريخ طويل، وقد أُجري الكثير من البحوث الأساسية. والتطبيق السريري يتقدّم أيضًا. غير أن آليته العلاجية ليست واضحة. وقد أشار هذا البحث إلى أنه بعد زرع خلايا MSC المُعطاة في الجسم، فإنها قد تُظهر تأثيرها العلاجي عبر الإكسوسوم. كما أن الحصول على تأثير علاجي مماثل عبر الحقن الوريدي للإكسوسوم من الخارج يشير إلى أن إكسوسوم MSC نفسه يحتوي على شيء يمارس التأثير العلاجي، وأن الإكسوسوم نفسه يمكن أن يصبح دواءً علاجيًا جديدًا. ومستقبلًا، ننتظر مزيدًا من نتائج البحث حول ما يحتويه هذا الإكسوسوم، ونوع التغيرات الجزيئية التي يحدثها بعد أن تلتقطه خلايا البلعم الكبيرة الموجودة حول موقع إصابة الحبل الشوكي.