كشفت دراسة حديثة أن سكر الغلوكوز (سكر الدم) يلعب دوار هاما كمنظم رئيسي لتمايز الأنسجة، وهي عملية تُنتج بها الخلايا الجذعية خلايا متخصصة في جميع أنسجة الجسم.
وأجرى الدراسة باحثون في كلية الطب في جامعة ستانفورد في الولايات المتحدة، ونُشرت نتائجها في مجلة “سيل ستيم سيل” (Cell Stem Cell) يوم 21 مارس/آذار الحالي، وكتب عنها موقع يوريك أليرت.
اكتشاف حدث بالصدفة
لم يكن الغلوكوز هدفا رئيسيا للباحثين عندما بدؤوا البحث عن الجزيئات التي تُحفز التمايز الخلوي، إذ أجروا تجارب مكثفة على خلايا جذعية من الجلد البشري تتمايز إلى خلايا كيراتينية ناضجة، وهي الخلايا السائدة في الطبقة الخارجية من الجلد. وباستخدام تقنيات متقدمة قاموا بقياس التقلبات في تركيزات الجزيئات الحيوية أثناء عملية التمايز.
واستنتجوا أن الجزيئات التي تزداد وفرتها بشكل ملحوظ أثناء عملية التمايز قد تلعب دورا في هذا التحول.
حدد الباحثون 193 جزيئا مشتبها فيه، وكان الأمر المثير للدهشة أنه بدلا من ملاحظة انخفاض في مستويات الغلوكوز، لاحظ الباحثون زيادة ملحوظة في مستوياته مع تقدم عملية التمايز.
دفعت هذه الزيادة في تركيز الغلوكوز إلى إعادة تقييم أهميته. وباستخدام نظائر الغلوكوز الفلورية أو المشعة، تمكّن الفريق من تصور ديناميكيات الغلوكوز داخل الخلايا أثناء التمايز.
يذكر أنه مع تقدم الخلايا في رحلة التمايز، أشارت الزيادة في شدة توهج الخلايا إلى زيادة نشاط الغلوكوز، مما يشير إلى أن مستويات الغلوكوز تعمل كإشارات أساسية تعزز التمايز.
ويبدو أن الغلوكوز يلعب دورا شاملا في تمايز الأنسجة في جميع أنحاء الجسم، إذ أظهرت دراسات أخرى على أنواع أخرى من الخلايا البشرية، بما في ذلك خلايا الدهون والعظام وخلايا الدم البيضاء النامية، أنماطا مماثلة.
أكثر من مجرد مصدر للطاقة
أثارت هذه النتائج اهتمام الباحثين، ولهذا السبب بدؤوا في دراسة تأثير تغير مستويات الغلوكوز على تمايز الخلايا الكيراتينية بشكل مباشر في ظل ظروف متنوعة. ووجدوا أن عضيات الجلد البشري -وهي أنسجة جلدية مُهندَسة تُزرع في سائل يُحاكي التركيب الخلوي وتنظيم الجلد الطبيعي- لم تتمكن من التمايز بشكل سليم عندما كانت مستويات الغلوكوز أقل من المعدل الطبيعي. تم حل هذه المشكلة ببساطة بإعادة إدخال نظير غلوكوز لا يمكن استقلابه وتحلله، مما يعزز فكرة أن وظيفة الغلوكوز في التمايز تتجاوز خصائصه الحيوية كمصدر للطاقة.
قال الدكتور بول خافاري، الطبيب الحاصل على الدكتوراه ورئيس قسم الأمراض الجلدية في كلية الطب في جامعة ستانفورد، “كانت تلك الصدمة الكبرى، لأننا كنا مُتمسكين بفكرة أن الغلوكوز مصدر للطاقة لا غير. لكن نظائر الغلوكوز هذه تدعم التمايز تماما مثل ما يقدم الغلوكوز العادي”.
يأمل الباحثون في معرفة المزيد عن كيفية عمل الغلوكوز في الخلايا المريضة والسليمة. يمكن أن يُساعد هذا الفهم الجديد في معالجة المضاعفات الناجمة عن اختلال تنظيم الغلوكوز في مرض السكري وارتباطه بتطور السرطان، وهو مرض ناتج عن خلايا غير متمايزة ونمو خلوي غير منضبط.
وتمهد هذه الدراسة الطريق لأبحاث مستقبلية، مُسلّطةً الضوء على الأدوار المتعددة الجوانب التي قد تلعبها الجزيئات الحيوية البسيطة، مثل الغلوكوز، في العمليات الخلوية. ومع إعادة نظر المجتمع العلمي في مكانة الغلوكوز في البيولوجيا الخلوية، يتضح بشكل متزايد أن الدراسات المتعمقة في جزيئات صغيرة أخرى قد تكشف عن وظائف مماثلة غير متوقعة.