لماذا لا تنمو الأطراف المقطوعة ؟ سؤال حير العلماء، فهناك بعض الكائنات الحية تعود الأطراف المقطوعة وتنمو من جديد، كالسحالي على سبيل المثال. والبعض الأخر قد يغير جلده أو أجزاء صغيرة من جسمه، ولكن هذا بشكل عام لا يحدث مع الإنسان مطلقاً. فما هو السبب، وهل كان للإنسان تلك القدرة في يوم ما، وهل اختفت مع التطور؟ أم إن السحالي هي من تطورت لتصل إلى تلك القدرة؟ وهل العلم قادر على إعادة نمو الأطراف المقطوعة بدلاً من الطرق التقليدية لاستبدالها؟ فالخلايا تتجدد ولكن لماذا لا تكتمل إلى طرف كامل؟ قد يكون هذا المقال بشرة أمل لكل من فقد طرف في حادث، أو ولد بعيب خلقي بدون طرف أو أكثر.
كيف تتمكن بعض الكائنات من إعادة الحياة إلى الأطراف المقطوعة ؟
توقعات إيجابية
البروفيسورة في علم المناعة “إيلين هيبر” من معهد ويستار بولاية فيلادلفيا. لديها آمال كبيرة عن مستقبل أفضل في مجال إعادة نمو الأطراف المقطوعة. وهي واحدة من رواد هذا المجال في العالم. حيث تقول بأن الإنسان سيتمكن في خلال ما بين الخمس أو العشر سنين القادمة، من إجبار الجسم على إعادة نمو إصبع مقطوع. وليس ذلك فقط، بل أيضاً إعادة نمو الأنسجة المتضررة في الدماغ وفي القلب. أما في خلال الخمسين سنة المقبلة، فسيصل العلم من وجهة نظرها إلى القدرة على تحفيز الجسم إلى إعادة نمو طرف بالكامل، بشكل سليم وكامل النمو. ولن يتوقف عند عضو معين، ولكنه سيكون قادر على إعادة خلق كافة أعضاء الجسم.
فقد توصل العلم حتى الآن إلى القدرة على حقن مواد معينة بالقرب من الجروح، بحيث تجبر هذه المواد الجروح على الالتئام التام. وبذلك تعيد خلق الأنسجة المتضررة أو المفقودة، ليختفي الجرح بدون ندبة صغيرة. ويريد العلماء الانتقال إلى المرحلة التالية، بكونه قادراً على تحفيز الخلايا للاستمرار بالعمل وإعادة هيكلة الأطراف المقطوعة، لتنمو من جديد وتتجدد وكأنها مجرد خدش. تماماً كأفلام الخيال العملي، الذي كانت بعضها بالماضي مجرد خيال وأصبحت حقيقة، وسيحدث ذلك أيضاً مع الأطراف المقطوعة في القريب العاجل.
مبررات التفكير في تلك الإمكانية
في عالم الثدييات لا تبدو تلك الفكرة موجودة على طاولة الاحتمالات المتاحة، ومن يفكر فيها إما مجنون أو يصنف على إنه خيال علمي. ولكن في عالم الحيوان بعيداً عن الثدييات، تنتشر تلك الإمكانية بشكل ليس بالقليل، وتتنوع في القدرات. السلمندر هو واحد من أشهر الحيوانات التي لها القدرة على إعادة نمو الأطراف المقطوعة. فيمكنه إعادة نمو الذيل أو أطرافه الأربع أو حتى بعض العضلات من القلب. وهناك أيضاً الدودة التي تسمى ” sv. Planarier” وهي من الديدان المسطحة. تلك الدودة العجيبة لها القدرة على الانقسام 279 مرة، بحيث لو قطعتها إلى هذا الكم من القطع، ستعود كل قطعة منها لتنمو إلى دودة كاملة من جديد. هي تستطيع إعادة نمو كل الأطراف المقطوعة بشكل يفوق الخيال، وهي قادرة على إعادة نمو أي نسج طرفي أو حيوي. بحيث تصبح 279 دودة جديدة كاملة، بالإضافة إلى الأولى التي استعادة أطرافها المفقودة هي الأخرى.
كما أن هناك سمكة تسمى “دانيو مخطط”، وهي تشبه الحصان المخطط. وهي قادرة على إعادة نمو الأطراف المقطوعة، بسبب ما يتمكن الأعداء من أكله قبل الهروب، وهي لا تموت ولكن تعيد خلق نفسها من جديد. وبعض العناكب أيضاً قادرة على إعادة نمو طرف مقطوع من أرجلها. وكذلك نجم البحر، فليس من العجيب أن ترى نجم بحر يمتلك خمسة أطراف، وواحدة منها أصغر من الباقين. إذ يعيد إنماء الأطراف المقطوعة من جسمه لتكبر بالتدريج. وكذلك الجزء المقطوع، سوف يعود وينمو بنفسه ليصبح نجم بحر كامل، بنفس الطريقة هو الأخر.
متى تغير رأي العلم حول الأطراف المقطوعة؟
إلى وقت قريب من الزمن، لم يفكر العلماء بإمكانية إعادة الأطراف المقطوعة، وبقيت الفكرة حبيسة في الأفلام والروايات. إلا إن اليوم وبفضل تقدم العلم في عالم الجينات، وفهم العلماء للعلاقة الوثيقة بين جينات الإنسان وباقي الحيوانات. بدأ الموضوع يأخذ مسار أخر في حيز من الاهتمام. وأصبحت الفكرة ممكنة مع الوقت وليست مستحيلة. وكعادة اكتشافات علمية كثيرة مهمة، جاء الموضوع أولاً بالصدفة البحتة فقط.
حين كانت البروفيسورة إيلين هيبر، تتفقد فئران مخبراها، ذهلت لما لاحظته، لدرجة أنها توقعت بأن هناك خطأ. فتلك الفئران كانت من النوع الذي يمتلك مناعة ضعيفة، وكانت تقيم تجاربها في الأصل لدراسة قدرات المناعة. وكانت قد ثقبت أذن بعض الفئران من أجل تميزها عن الباقين. إلا إنها في ذلك اليوم عادت إلى المختبر لتجد أن لكل الفئران أذن غير مثقوبة. لم يحدث أن لاحظ العلماء ذلك الأمر على الفئران أبداً. ولكن تلك الصدفة فتحت مجال للبروفيسورة هي نفسها لم تفكر فيه. لقد كانت أذن الفئران أعادت من نمو الجزء المقطوع منها وكأن شيئاً لم يكن، لم تكن حتى هناك ندبة صغيرة. حتى الأوردة المارة في الأذن كانت طبيعية جداً.
ومن هنا كثفت إيلين أبحاثها عن دراسة قدرات ذلك النوع من الفئران، على إعادة نمو الأطراف المقطوعة. والغريب أنها وجدت أنهم قادرون على إعادة نمو الأطراف، أنسجة وعضلات القلب، الجلد، الأصابع، وحتى العظام. وبدون أن تظهر أي علامات لما قد حدث من تغير. خطورة وجود ندبة بعد عملية شفاء الجرح هو أمر مهم جداً. إذ يموت بعض البشر في كل عام، بسبب ندبة باقية على عضلات القلب، بعد عملية قلب مفتوح. وحتى الندبات المتبقية على أي جزء من الجسم، لا تجعل الأنسجة صالحة تماماً كالأصلية. والندبة التي تحدث بعد جرح في المبيض، قد تؤدي بمفردها إلى العقم. وكذلك الندبة في العين، فقد تؤدي إلى فقدان البصر بالكامل. أما تلك الخاصية في عالم هذا النوع من الفئران، فقد أعطى الأمل بأن الإنسان أو الثدييات بشكل عام، قادرون على إعادة نمو الأطراف المقطوعة بشكل أمن وسليم. وتلك الإمكانية قد تكون موجودة في الجينات ولكنها نائمة فقط لا غير.
نمو الأطراف عند الجنين
هل فكرت يوماً كيف للجنين أن ينمو من مجرد مجموعة من الخلايا؟ وكل نمو يحدث له يتخصص ليكون عضو. حتى يصل في الأخير إلى كائن مع أعضاء داخلية وخارجية كاملة. لماذا لا تتمكن خلايا الإنسان الناضج أن تتمم تلك العملية التي تحدث للجنين؟ بحيث تعيد نمو الأطراف المقطوعة بشكل مماثل؟ تلك القضية شغلت عقل العلماء، وكان سؤال جوهري في الحقيقة لفهم أعمق لقضية الأطراف المقطوعة. فجميع أجنة الحيوانات المختلفة على وجه الأرض، تملك المقومات البيولوجية الضرورية، من أجل إعادة بناء الأنسجة. وكل الأجنة قادرة على عملية شفاء الجروح بشكل ممتاز بدون أي ندبة. ولكن تقل تلك الإمكانية تدريجياً إلى وقت الولادة. ومن ثم يفقدها الإنسان تماماً في الكبر. وقد أقيمت تجارب على مختلف أنواع الأجنة، وأظهرت أنها قادرة على إعادة خلق الأعضاء أو الأطراف المقطوعة. وتكون تلك القدرة في أوج قوتها في الأسابيع والشهور الأولى، ومن ثم تقل تدريجياً إلى أن تختفي.
وهذا الأمر دليل على إن إمكانية نمو الأطراف المقطوعة، ليست حكراً على طفرات جنينة قليلة لدى بعض الحيوانات. وإنما هي موجودة في الحوض الجيني لدى جميع الحيوانات، وموروثة من جينات الأساسية التي جاء من الإنسان وغيره من الحيوانات.
إذاً لماذا لا تعمل تلك الجينات بالشكل المطلوب؟
يأتي السؤال الأهم، لماذا لا تعمل تلك الإمكانية في الإنسان الناضج، طالما كانت موجودة لديه وهو جنين؟ الإجابة كانت مع البروفيسور مارك فيرجيوسون من جامعة مانشستر. حيث قال بأننا علينا النظر إلى مراحل التطور الانتخاب الطبيعي الذي مر به الإنسان ليصل إلى ما هو عليه. فلابد أن توجد ما يستدعي أن تختفي تلك الإمكانية نتيجة الانتخاب الطبيعي والصراع على البقاء. فلو نظرنا مثلاً إلى الإنسان البدائي وحياته الصعبة وسط الحيوانات الضارة، ستجد أنه لابد من وجود طريقة سريعة للشفاء من الجروح، وإلا فلن يتمكن من العيش. فقبل وجود الأدوية والمعرفة الكافية لتنظيف الجروح، كان المشترك في الجروح هو عدم النظافة والبكتريا والتعرض إلى خطر الإصابة بمضاعفات خطيرة. إذاً كان على جسم الإنسان أن يتعلم خطة سريعة للحم الجروح، وإغلاقها قبل أن يموت، فليس لديه الوقت الكافي ليتركها تنمو من جديد بهدوء.
عندما يجرح الإنسان، يقوم الجسم بإنتاج بروتين بشكل سريع ليسد هذه الثغرة ويوقف النزيف مؤقتاً. بعد ذلك تتمدد الأنسجة القريبة من الجرح، لتغطي عليه وتحميه. وتأتي الكريات الدم البيضاء لتحارب ما قد دخل من جراثيم وبكتيريا. في الأخير تأتي خلايا الألياف المسطحة لتملئ الثغرة وتسدها نهائياً، وتمتلئ المنطقة بمادة الكولاجين البروتينية.
فتجد أن المشكلة الأساسية تكمن في تلك الخطرة الأخيرة. فعملية الالتحام نفسها هي المشكلة في كون إعادة الأطراف المقطوعة أمر مستبعد. وبالأخص في آلية عمل خلايا الألياف المسطحة، لأنها تتحكم في تفكيك أو بناء شبكة بروتين الكولاجين. وهناك من يشبه دور تلك الخلايا بالمايسترو الخاص بالفرقة الموسيقية. وعند الحيوانات التي تقوم باستعادة الأطراف المقطوعة، فدور تلك الخلايا يكمن في تنظيم عمل كل الخلايا التي ستدخل في عملية الاستعادة. حتى إنها قادرة على أمر الخلايا الأخرى، بأنهم سيبنون الآن إصبع وليس ذراع مثلاً. أما عند الإنسان والثدييات، تفتقر هذه الخلايا إلى دور السيطرة المطلقة على باقي الخلايا. وتكتفي بدور إعادة خلق بعض الأنسجة والألياف مكان الجرح فقط لغلقه وانتهى الأمر. والسؤال هنا، هل يستطيع العماء ببعض المواد الكيميائية أو غيرها، بمنع خلايا الألياف المسطحة بالاكتفاء بتكون الألياف للجرح، واستعادة عملها الأصلي بتكوين طرف كامل بدلاً من الأطراف المقطوعة؟
إجابة السؤال الأخير
يعتقد العلماء أنه بالطبع ممكن. والآلية التي يعمل عليها العلماء الآن، أن يجعلوا الجلد المجروح يركز على استدعاء الخلايا الجذعية بدلاً من الخلايا اللازمة للالتئام فقط. لأن عندها يلئم الجرح، ستوقف الإشعارات التي تخبر الجسم بأن هناك ما يجب أن ينصلح. المشكلة التي تقابل العلماء اليوم، هي أن خلايا الإنسان خاصة الناضج أصبحت متخصصة في دورها جداً. ومن الصعب أن يجعلوها ترجع إلى حالتها الأولية الغير متخصصة كالخلايا الجذعية مثلاً. وأيضاً يفكر العلماء في عامل مهم أخر، وهو عامل الجهاز المناعي. فتلك الخلايا التي ستتجدد بشكل غريب عن الجسم وتنقسم بشكل مألوف، قد يعتبرها الجهاز المناعي خلايا سرطانية، ويحاول أن يحاربها ويميتها. ولكن هذا القلق الأخير لا يعتبر قلق مؤكد، لأن التجارب على الفئران لم تظهر إجابات صعبة ومضرة من الجهاز المناعي. وحتى إن كان الجهاز المناعي سيشكل تهديداً، فلدى الإنسان اليوم طرف فعالة من أجل التغلب عليه. فيمكنه وضع المريض داخل غرفة معقمة حتى الانتهاء من استعادة الطرف المطلوب. أو يمكنه تثبيط المناعة مع الحذر الدائم ومراقبة دفاعات الجسم ومحاربة الأمراض الممكنة، كما يحدث في عمليات نقل الأعضاء. وغيرها من الآليات المتوفرة عند الأطباء، والعلم اليوم في مرحلة من التقدم المناسبة تماماً، لتفكير في تلك العمليات المعقدة.
بقية القصة
بعيداً عن كل المعلومات السابقة، ستجد أن الإنسان بالفعل لديه القدرة على إعادة الأطراف المفقودة بشكل بسيط يظهر في الأقسام العليا من أصابع اليد والقدم. إن لم يتم خياطة جرح بتلك المنطقة، ومع إبقاء الجرح نظيفاً، ستعود الأنسجة المفقودة بالنمو والتخصص في دورها المفترض أيضاً. وهذا بسبب بروتين موجود في الأصابع في المنطقة العليا فقط، يدعى بروتين ” Msx1″. وهو غير موجود في أياً من خلايا الجسم الأخرى. ووظيفته الأساسية هي كبح الجينات المميزة لتلك الخلايا، فلا تجعلها متخصصة. لينتهي بها الحال كخلايا بدائية تقوم بعمل بعض تفاعلات الكيمياء الحيوية، ليتم تعويض العضو المفقود بشكل صحيح.
من المفترض أن الجينات نفسها موجودة في كل خلايا الجسم مهما كان مكانها. ولكن خلايا الجسم لا تقوم بنفس المهام، مع إن الجينات هي من تحدد مهمات الخلية وإنتاجها لنوع معين من البروتين. بالنسبة للجين المصنع لبروتين Msx1، ستجده مطفئ في جميع خلايا الجسم، ماعدا قمة أطراف الأصابع. ولذلك لا تظهر تلك الظاهرة إلا هناك فقط. وفي تجربة للعالم Mark Keating تمكن من تنشيط الجين المسئول عن تكوين البروتين، في عضلات الفئران. والمدهش أن العضلات بدأت في عملية استعادة الأطراف المقطوعة بشكل طبيعي. وكأنها تحولت إلى خلايا جذعية قادرة على تخليق خلايا من أي نوع، سواء للعظام أو خلايا دهنية أو عضلية أو غيرها. فهذا البروتين يساعد الخلية لأن تكون بدائية بدون تخصص معين، هذا هو دوره الحقيقي والمطلوب. كما لو أنها خلايا جنين بالضبط.
ما توصل إليه العلم في هذا الوقت
لم يتوصل العلم حتى هذه اللحظة إلى خطة كاملة وفعالة في مجال تعويض الأطراف المقطوعة وإعادة إنمائها بشكل طبيعي. ولكن مبدئياً أثمرت الدراسات في خطوات أخرى مهمة وناجحة. كمثل شركة Renova، مع منتجها المسمى Juvista، والذي يحتوي على مادة تسمى TGFb3. هذه المادة تتواجد في الأساس داخل خلايا الجنين منذ البداية، وتساعده على في عملية تركيب الجلد والأعضاء. وتقل نسبتها تدريجياً لقلة الحاجة لها، إلا أن تختفي تماماً قبل الولادة بقليل. ومن ثم تبدأ عملية شفاء الجروح بالطريقة المعتادة التي تكبح عملية إعادة الأطراف المقطوعة. فقاموا بوضع تلك المادة على شكل حقن، يتم استخدامها قرب الجروح. لتلئم الجروح بدون أي مشكلة وبدون أي ندبة. بالطبع هي نتائج على المستوى البسيط، ولكنها تعطي أمل بمستقبل مشرق في عملية إنماء الأطراف المقطوعة، لم نكن نحلم به قبلاً من الأساس. وعلى الأقل يمكننا اليوم إجراء عمليات التجميل لمن تعرضوا لحوادث خطيرة، بطرق أمنة وفعالة جداً، ليرجع الجلد كما لو كان جنين.
في الأخير، هل يتمكن العلم حقاً من إعطاء الفرصة لكل من فقد عضواً ما، من إعادة نمو الأطراف المقطوعة؟ سأترك الإجابة للزمن ولكم. ولكني شخصياً أثق بأن العلم قادر على التغلب على أي مصاعب تواجهه. وما قد يعتبره اليوم اكتشافاً بالصدفة سيصير أمر طبيعي جداً يوماً ما، مثل وجود البنسلين كمضاد حيوي الذي جاء أيضاً عن طريق الصدفة. ويوماً ما سيصبح عالم الأطراف المقطوعة جزءاً من الماضي. وكلما احتاج الإنسان إلى تبديل طرف متضرر، أو حتى في طريقه ليكون متضرر مثل الشيخوخة، سيكون أمر التبديل وإعادة النمو سهلة جداً مثل شرب أدوية المضاد الحيوي. فكر معي وتخيل وأخرج بعقلك خارج حدود الصندوق، فكل فكرة بدأت بخيال، ومع العمل والجهد تحولت إلى حقيقة.
