تختلف الخلايا الجذعية الساكنة للدماغ قليلاً عن الخلايا النجمية العادية التي تدعم الخلايا العصبية في الدماغ. كيف يمكن للخلايا المتطابقة تقريبًا أن تؤدي وظائف مختلفة جدًا؟ يكمن المفتاح في مثيلة مادتها الوراثية، والتي تمنح هذه الخلايا النجمية خصائص الخلايا الجذعية. نشر علماء من مركز أبحاث السرطان الألماني وجامعة هايدلبرغ نتائجهم في مجلة نيتشر المتخصصة. أظهر الباحثون في الفئران أن نقص الأكسجين المستحث تجريبيًا في الدماغ يعيد برمجة الخلايا النجمية بشكل فوق جيني إلى خلايا جذعية للدماغ، والتي بدورها يمكن أن تنتج خلايا عصبية أولية. يكشف هذا الاكتشاف أن الخلايا النجمية قد تستخدم في الطب التجديدي لاستبدال الخلايا العصبية التالفة.
في الدماغ، تعمل أنواع مختلفة من الخلايا معًا. عند البشر، تشكل الخلايا العصبية أقل من نصف الخلايا. يُطلق على الباقي اسم "الدبق العصبي". الخلايا الدبقية العصبية الأكثر شيوعًا هي الخلايا النجمية. إنها توفر العناصر الغذائية للخلايا العصبية، وتشكل جزءًا من الحاجز الدموي الدماغي، وتنظم المشابك العصبية، وتدعم الخلايا المناعية.
ومع ذلك، فإن جزءًا صغيرًا من الخلايا النجمية قادر على إنتاج الخلايا العصبية وأنواع أخرى من خلايا الدماغ. لذلك يشار إلى هذه الخلايا النجمية الخاصة أيضًا باسم الخلايا الجذعية للدماغ. في تعبيرها الجيني، أي في نشاط جيناتها، لا تختلف الخلايا الجذعية للدماغ والخلايا النجمية العادية تقريبًا. "كيف يمكنها أداء وظائف مختلفة جدًا وما الذي يشكل خصائص الخلايا الجذعية كان غير واضح تمامًا حتى الآن"، توضح آنا مارتن فيلالبا، باحثة في الخلايا الجذعية في DKFZ.
لحل هذا اللغز، قامت الفرق بقيادة مارتن-فيلالبا وسيمون أندرس (جامعة هايدلبرغ) بعزل كل من الخلايا النجمية العادية والخلايا الجذعية الدماغية من إحدى مناطق الدماغ التي لا تزال تتطور فيها خلايا عصبية صغيرة لدى الفئران البالغة، وهي "المنطقة البطينية تحت البطينية" (vSVZ). قام الباحثون بتحليل التعبير الجيني على مستوى الخلية الواحدة باستخدام تسلسل الحمض النووي الريبوزي المرسال (mRNA)، بالإضافة إلى أنماط المثيلة ("المثيلة الجينومية") في الجينوم بأكمله. لتحليل بيانات المثيلة، استخدموا أداة تم تطويرها خصيصًا*.
مثيلة الحمض النووي هي "علامات" كيميائية يمكن للخلية من خلالها إيقاف تشغيل أجزاء غير مستخدمة من الحمض النووي الخاص بها. لذلك، فإن المثيلة ضرورية لهوية الخلايا.
لاحظ خبراء الخلايا الجذعية أن الخلايا الجذعية الدماغية تظهر نمط مثيلة حمض نووي خاص يميزها عن الخلايا النجمية الأخرى. "على عكس الخلايا النجمية العادية، فإن جينات معينة في الخلايا الجذعية الدماغية غير ممثيلة، والتي تستخدم عادةً فقط من قبل الخلايا السلفية العصبية. هذا يسمح للخلايا الجذعية الدماغية بتنشيط هذه الجينات لإنتاج خلايا عصبية بنفسها"، كما يوضح لوكاس كريمر، المؤلف الأول للنشر الحالي. ويضيف المؤلف المشارك الأول سانتياغو سيريزويلا: "هذا المسار محظور على الخلايا النجمية العادية، لأن الجينات المطلوبة لذلك محظورة عن طريق مثيلة الحمض النووي."
